Copernicus: observatie van de aarde vanuit de ruimte en vanop de grond

Europa is een van de meest intensief gebruikte landmassa's ter wereld, met de hoogste landschapsfragmentatie veroorzaakt door nederzettingen en infrastructuur, zoals snelwegen en spoorwegen. De manier waarop we land gebruiken heeft grote gevolgen voor het milieu – voor soorten, ecosystemen en leefgebieden. De druk op de Europese bodemrijkdommen neemt bovendien verder toe door klimaatverandering, waardoor bijvoorbeeld extreem weer, bosbranden, droogte en overstromingen vaker voorkomen.

Van vlekkerige luchtfoto's naar hogeresolutiebeelden

Door de nationale autoriteiten in Europa wordt al sinds lange tijd op lokaal, regionaal en nationaal niveau informatie verzameld over bodembedekking en landgebruik. Toen de vraag naar bodemrijkdommen en de rivaliteit erover in de tweede helft van de 20e eeuw toenamen, werd duidelijk dat een beter en breder begrip van de relatie ervan tot het landgebruik essentieel was om land- en bodemrijkdommen beter te kunnen beschermen. Daarom besloot de EU midden jaren tachtig, in samenwerking met nationale autoriteiten, de toezicht- en observatie-activiteiten omtrent bodembedekking en landgebruik grensoverschrijdend te gaan coördineren.

In 1985 startten EU-lidstaten met het Corine-programma (Coordination of information on the environment), een eerste gezamenlijk initiatief van de lidstaten om de bodembedekking in Europa in kaart te brengen. In de begindagen gebruikten deskundigen op het gebied van landbeheer een combinatie van metingen op de grond en luchtfoto's, aangevuld met vaak dure lageresolutiebeelden van slechts een handvol satellieten. Door de versnipperde gegevens was het moeilijk om een vergelijkbaar beeld voor gans Europa te krijgen van de bedreigingen voor de Europese bodemrijkdommen. De eerste inventarisatie nam tien jaar in beslag.

Hoog in de lucht en beneden op de grond

Het idee achter het Copernicus-programma werd eind jaren negentig ontwikkeld ([1]), waarna in 2014 de eerste satelliet van het programma werd gelanceerd. Het programma wordt geleid door de Europese Commissie, in nauwe samenwerking met het Europees Ruimtevaartagentschap, en wordt ondersteund door de lidstaten en diverse Europese organisaties en agentschappen. Copernicus is actief in zes thema’s: de atmosfeer, het mariene milieu, klimaatverandering, veiligheid, beheer van noodsituaties, en land.

Twee van de zeven satellieten van Copernicus die in een baan rond de aarde cirkelen – Sentinel 2A en 2B – hebben specifiek de taak om het land te observeren. Ze sturen om de vijf dagen beelden met een hoge ruimtelijke en temporele resolutie door, die het volledige grondgebied van de EEA-39 ([2])  en daarbuiten, bestrijken. De beelden worden gebruikt voor het observeren van landbouw, bosbouw, bodemgebruik en veranderingen in landbedekking, en kust- en binnenwateren. Ze leveren zelfs biofysische gegevens, bijvoorbeeld over het bladgroen- en watergehalte in bladeren.

De gegevens afkomstig van deze twee satellieten worden aangevuld door gegevens die zijn verzameld tijdens meer dan honderd commerciële én publieke vluchten, plus gegevens van een groot aantal bestaande monitoringstations en sensoren op de grond en in de lucht. Dankzij Copernicus duurt het nu nog maar een jaar om de landrijkdommen van Europa volledig en gedetailleerd in kaart te brengen.

Landmonitoring door Copernicus

Het Europees Milieuagentschap beheert de pan-Europese en lokale componenten van de landmonitoringdienst van Copernicus. Concreet betekent dit dat het agentschap ervoor zorgt dat de beelden en afgeleide gegevens eenvoudig en gratis toegankelijk zijn voor het publiek. Deze dienst wordt steeds belangrijker als essentieel kennisinstrument voor nationale milieuagentschappen, stedenbouwkundigen en anderen die, van Europees tot lokaal niveau, betrokken zijn bij het beheer, het gebruik en de bescherming van bodemrijkdommen.

Het Europees Milieuagentschap gebruikt gegevens van Copernicus om een aantal aspecten van de gezondheid van Europese ecosystemen te beoordelen en te bepalen op welke manier land wordt gebruikt. De resultaten worden gepresenteerd in verschillende evaluaties van het agentschap, zoals rapporten over de toestand van het milieu en kernindicatoren. Een eerste indicator, over ruimtebeslag, geeft informatie over hoeveel land er voor stedelijke en andere bebouwde ontwikkeling wordt weggenomen van landbouw-, bos- en natuurgebied (zie de viewer ruimtebeslag). De tweede indicator van het milieuagentschap geeft de mate van bodemafdichting en -ondoorlatendheid in Europa weer, waarbij wordt gekeken in hoeverre de bodem wordt bedekt door gebouwen, beton, wegen of andere bouwwerken (zie de dataviewer ondoorlatendheid).

Het Europees Milieuagentschap en andere instellingen kunnen deze bevindingen en gegevens gebruiken in een breed scala aan thematische of systemische beoordelingen. Landbeheerders kunnen bijvoorbeeld op basis van data en producten van Copernicus gebieden aanwijzen waar stadsuitbreiding, landbouw, snelwegen en bouwwerken belangrijke leefgebieden doorsnijden en locatiespecifieke oplossingen voorstellen. Op dezelfde manier kunnen beelden van Copernicus worden gebruikt voor het monitoren van habitatverandering en veranderingen in bodembedekking binnen het Europees netwerk van beschermde natuurgebieden Natura 2000, dat ruim 18% van het landoppervlak en 7% van het zeeterritorium van de EU beslaat (zie de Natura 2000 dataviewer).

De door Copernicus verzamelde ruimtelijke gegevens vormen tevens de basis voor de zogenaamde Stedelijke Atlas. Hierin kunnen deskundigen de samenstelling van bijna 800 stedelijke gebieden in Europa met meer dan 50 000 inwoners tot in detail bestuderen en vergelijken. Gedetailleerde informatielagen laten zien waar zich industriële, commerciële en residentiële gebieden en parken bevinden. Daarnaast is ook informatie beschikbaar over populatiedichtheid, gebouwhoogte en transportcorridors, en weidegrond, wetlands en bossen in of nabij deze stedelijke gebieden.

Op weg naar meer kennis en duurzamere keuzes

Een speciale reeks satellieten en technologische vooruitgang zullen ervoor zorgen dat de kwaliteit van landmonitoringsgegevens en kennis over het Europese landschap de komende jaren verder verbeteren. Met verwachte verbeteringen in resolutie, inclusief op zode millimeter nauwkeurige bodembewegingen, en thematische details, zoals fenologie en productiviteit van vegetatie, bieden de beelden tal van potentiële gebruiksmogelijkheden. De huidige plannen voor Copernicus voorzien in de lancering van bijna twintig extra satellieten vóór 2030, zodat het niveau en het detail van de verzamelde informatie nog verder zullen toenemen.

Gegevens afkomstig van Copernicus en Galileo, het satellietnavigatieprogramma van de EU, helpen landbouwers nu al bij de introductie van precisielandbouwtechnieken bij het verbouwen van gewassen, waardoor tijdens het teeltseizoen minder irrigatie en bestrijdingsmiddelen nodig zijn. Stedenbouwkundigen gebruiken de toenemende hoeveelheid beschikbare gegevens over stedelijke landschappen om de huisvestingsdynamiek in kaart te brengen. Die informatie is nuttig bij het beheren en verbeteren van de toegang tot openbaar vervoer.

Eveneens nuttig voor stedenbouwkundigen is informatie over stedelijke hitte-eilanden en de toegang van stadsbewoners tot groene ruimten zoals parken, tuinen en bossen. Met die kennis kunnen ze het welzijn in de stad verbeteren en ervoor zorgen dat steden beter op klimaatverandering voorbereid zijn.

In een recent rapport van het Europees Milieuagentschap over de boekhouding van natuurlijk kapitaal ter ondersteuning van de beleidsvorming wordt besproken welke manieren er zijn om betere kennis over duurzaam gebruik van onze natuurlijke hulpbronnen, inclusief land en bodem, op te bouwen. De satellietgegevens van Copernicus zullen hierbij een belangrijke rol spelen, in combinatie met directe observatie van biodiversiteit en ecosystemen via andere programma's.