Remote Sensing: verbreding naar civiel (1968 – 1970)

Verbreding naar het civiele domein (1968 – 1970)

 

Nieuwe inzichten

Aan het eind van de zestiger jaren begonnen we ons te realiseren dat de problematiek van de interpretatie en het gebruik van Remote Sensing-beelden dieper zit dan plaatjes kijken. Beelden zijn in wezen einduitkomsten van een hele productieketen. Als je die keten begrijpt, kun je je systeem optimaliseren voor specifieke taken.
Bandbreedte was toen nog een groot probleem en digitale technieken waren er nog niet. Je moest dus economisch met je datastroom omspringen. En zo groeide het inzicht dat we naar het begin: de input, de opname zelf, moesten gaan kijken. We begonnen zogenaamde object-sensor studies te ontwikkelen. Daar was inmiddels apparatuur voor beschikbaar gekomen, zoals meetradars. Daarmee gingen we in 1969 en 1970 opnieuw de TV-torens op, nu om de radarreflectie van gewassen te meten [4]. Hier begon onze samenwerking met het CABO in Wageningen, die de aanzet zou vormen voor het latere Radar Onderzoek aan VEgetatie-team (ROVE) team.

Eerste landbouwgebied waar gewasmetingen met radar werden gedaan, vanaf de daar aanwezige TV-toren
Zeeland: eerste landbouwgebied waar gewasmetingen met ronddraaiende radar werden gedaan (vanaf de TV-toren)
Q-band SLAR opname Zeeland; Noord- en Zuid-Beveland op 500 ft (juli 1964)
Q-band SLAR opname van Zeeland; Noord- en Zuid-Beveland op 500 ft (juli 1964)
Wieringermeerpolder (juli 1964)
Wieringermeerpolder (juli 1964)
IJssel oostelijk van Arnhem. Rivierovergang van de A12 naar Duitsland. Het verkeer op de A12 is goed zichtbaar op het onderste Moving Target Indicator (MTI) beeld (juli 1964)
IJssel oostelijk van Arnhem. Rivierovergang van de A12 naar Duitsland. Het verkeer op de A12 is goed zichtbaar op het onderste Moving Target Indicator (MTI) beeld (juli 1964)

Al dit werk leidde er toe dat alle medewerkers, waaronder beide ANP projectleiders zich begonnen af te vragen of deze nieuwe apparatuur niet ook geschikt zou kunnen worden gemaakt voor civiele toepassingen. Begin 1968 leidde dit inzicht ertoe dat men in Engeland een groot deel van hun boven Nederland opgenomen radar- en infraroodbeelden derubriceerde. Het RRE hoopte hiermee (net als TNO) zo een bredere belangstelling voor Remote Sensing apparatuur te kunnen kweken.
Dit maakte het ook mogelijk contacten te leggen met allerlei ambtelijke instanties. Ook werd het nu mogelijk dat het ITC een aantal gesprekken kon voeren met een aantal van hun ambtelijke contacten in Amerika bij de Agricultural Research Service, NASA, Geological Survey, en het Department of the Interior. Allen waren onder de indruk van wat al was bereikt in Nederland en met name ook van het achtergrondsonderzoek. In de VS was er goed ontwikkelde Remote Sensing-technologie beschikbaar maar nog nauwelijks enige Remote Sensing-fysica. Volgens hen waren wij de enigen in Europa die zich hiermee bezig hielden. Ze wezen daarbij ook op de commerciële mogelijkheden [5].

Wat doe je met zulke suggesties? Besloten werd om interesse te wekken bij een bredere kring mogelijke belangstellenden in Nederland.

Twee X-band SLAR opnames van grote hoogte (27.000 ft) van de Flevopolders genomen op 13 juni 1968. Op het bovenste beeld ‘kijkt’ de radar naar het zuiden (run 1) en op de onderste naar het noorden (run 4). De sterke noordenwind drukt langstekelig gewas naar de radar toe in het onderste beeld en dat absorbeert de radargolven min of meer. Op het bovenste beeld vanuit het noorden kijkt de radar mee met de wind en daarmee min of meer loodrecht op de stengels wat een hoge echo oplevert.
Twee X-band SLAR opnames van grote hoogte (27.000 ft) van de Flevopolders (13 juni 1968). Op het bovenste beeld ‘kijkt’ de radar naar het zuiden  en op de onderste naar het noorden. De sterke noordenwind drukt langstekelig gewas naar de radar toe in het onderste beeld. Dat absorbeert de radargolven min of meer. Op het bovenste beeld vliegend vanuit het noorden kijkt de radar mee met de wind en daarmee min of meer loodrecht op de stengels wat een hoge echo oplevert.

Van militaire naar civiele toepassingen

Op 25 juni 1968 vond een voorlichtingsmiddag plaats op het ITC om de in luchtopnames geïnteresseerde gemeenschap in Nederland kennis te laten maken met de mogelijkheden van de nieuwe sensoren. Hoewel sommige van de deelnemers er vanuit de literatuur wel van gehoord hadden, was deze introductie voor de meeste deelnemers wel geheel nieuw.

Op 4 september 1968 vond een eerste bespreking plaats met vertegenwoordigers van Rijkswaterstaat. Dat resulteerde in afspraken voor SLAR-vluchten in 1969. Eén van deze vluchten – waarneming van de scheepvaart op de Noordzee bij slecht weer en slecht zicht – werd in 1969 uitgevoerd door Bomber Command (nadat direct contact was gelegd tussen Rijkswaterstaat en het Britse Ministerie van Defensie door de Britse ANP projectleider). Britse ANP projectleider heeft het later ook mogelijk gemaakt dat Nederland een prototype van de X-band SLAR kon lenen voor NIWARS (Nederlandse Interdepartementale Werkgemeenschap Applicatieonderzoek van Remote Sensing-Technieken) .

Ook werd om raad gevraagd aan prof.dr. C.J.F. Böttcher, de voorzitter van de Raad van Advies voor het regeringsbeleid. Die vertelde dat de Raad net had besloten een interdepartementaal fonds te stichten voor gemeenschappelijk onderzoek. Hij dacht dat een interdepartementaal onderzoek naar Remote Sensing daar goed in zou kunnen passen en suggereerde hiervoor het ITC (dat viel onder Onderwijs en Wetenschappen) en mogelijk Defensie en Rijkswaterstaat te interesseren. Dit vormde de aanleiding tot het schrijven van twee rapporten: één aan de Directeur-Generaal van de Rijkswaterstaat [6] waarin werd voorgesteld nadere proeven uit te voeren en één aan de Minister van Onderwijs met een voorstel tot applicatieonderzoek van moderne luchtopnametechnieken [7].
Het resultaat was dat in maart 1969 de interdepartementale voorbereidingscommissie NIWARS werd ingesteld die tot taak kreeg een nader voorstel te formuleren met opgave van de nodig geachte omvang, vereiste kosten en verwachte tijdsduur. Zo zou NIWARS, naast een project van de PTT, het eerste project worden dat uit deze beleidsruimte werd gefinancierd. Als voorzitter lukte het prof. Eckhart de commissie redelijk snel tot rapportage te brengen. Het eerste rapport verscheen eind 1969 [8].
Voor de werkers in het veld ging alles natuurlijk veel te langzaam. Gelukkig stond het werk zelf niet stil. Ook werd er dat jaar nog een wetenschappelijk symposium gehouden, geheten “Luchtwaarneming met niet-conventionele systemen” [9], georganiseerd door het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI) samen met een aantal meer disciplinegerichte zusterverenigingen. Hier werd verslag uitgebracht over de in voorgaande jaren uitgevoerde experimenten, die hiermede in de openheid kwamen. Het symposium diende zijn doel doordat het een grotere bekendheid gaf aan de mogelijkheden van Remote Sensing. Het verschafte achtergrond aan de Voorbereidingscommissie NIWARS.

Voor Rijkswaterstaat vonden er dat jaar een aantal oriënterende Remote Sensing-experimenten plaats op de Noordzee met de SLAR-apparatuur van RRE en de infraroodapparatuur van het Physisch Laboratorium. Dit was de eerste keer dat deze, toen nog militaire en gerubriceerde, Remote Sensing-apparatuur in Europa officieel voor civiele doeleinden mocht worden ingezet.

Deze experimenten omvatten:1. onderzoek naar scheepsbewegingen op zee met name bij slecht weer en slecht zicht,
2. het vastleggen van golven en deining, en het opsporen van olievlekken.

 

X-band SLAR opnames van scheepvaart op de Noordzee (22 augustus 1969)
X-band SLAR opnames van scheepvaart op de Noordzee (22 augustus 1969)
Oliedetectie op zee met de TNO TIR scanner (1 juli 1969) - de TIR scanner van het PhL, 1 juli 1969
Oliedetectie op zee met de TNO TIR scanner (1 juli 1969)

Eén resultaat van de experimentele vluchten is het apart vermelden waard. Bij een vlucht voor Hoek van Holland verscheen, naar laag water toe gaande met het vliegtuig, langzaam de bodem van de zee in het radarbeeld. Een volkomen onverwacht en aanvankelijk onbegrepen effect: radar kan immers niet in het water kijken. Toch slaagden we er al snel in om met Rijkswaterstaat een verklaring voor de beeldvorming te vinden. Pas toen dit verschijnsel ook voorkwam op in 1978 door de SEASAT-satelliet opgenomen radarbeelden, kwam er voor dit verschijnsel een wijdere belangstelling en vond onze verklaring een bevestiging en theoretische fundering [10]. In 1970 verscheen het rapport over deze experimenten voor Rijkswaterstaat  [11].

Q-band radaropname van de bodemtopograpfie bij Rotterdam Europoort, (19 sept. 1969)
Q-band radaropname van de bodemtopograpfie bij Rotterdam Europoort, (19 sept. 1969)

Al deze experimenten leidden er toe dat de Directeur-Generaal van de Rijkswaterstaat in 1970 aan het hoofd van de afdeling Havenmonden de opdracht gaf tot operationalisering van Remote Sensing-technieken. De uitwerking daarvan werd meteen ter hand genomen. Er werden contracten afgesloten met het Physisch Laboratorium en het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium. Vervolgens werd allereerst bekeken hoe de beschikbaar gestelde waarnemingsapparatuur vliegend gemaakt kon worden. Immers de Engelsen (RRE) hadden een X-band SLAR beschikbaar gesteld van het fabrikaat EMI en de Koninklijke Luchtmacht een warmtebeeldscanner (van het fabrikaat Reconofax). Na een grondige studie en nadat gebleken was dat een apart vliegtuig voor Remote Sensing niet haalbaar was, werd de Remote Sensing-apparatuur ingebouwd in het laboratoriumvliegtuig van het NLR. Hierdoor kwamen twee waarnemingssystemen beschikbaar voor het doen van experimenten ten behoeve van het applicatie-onderzoek en voor de verificatie van het achtergrondsonderzoek.

Rijkswaterstaat bleef alle werkzaamheden op zee in eigen hand houden, ook in de NIWARS-periode. Deze benadering werd aanvankelijk door sommigen met lede ogen aangezien. Achteraf bleek het een zegen, omdat het, na het opheffen van de NIWARS, Rijkswaterstaat de continuïteit in Remote Sensing heeft gewaarborgd via de Begeleidings Commissie Remote Sensing tot aan de komst van de Beleids Commissie Remote Sensing (BCRS). Zo kon ook het achtergrondsonderzoek worden voortgezet.

Met dank aan

Dr.Ir. G.P. de Loor die op 7 juni 1988 een lezing gaf ter gelegenheid van het 10-jarig bestaan van de Kring voor Remote Sensing op 17 augustus 2009 en de basis voor deze tekst optekende. Zijn lezing is ook in een tussenversie verschenen in de Remote Sensing Nieuwsbrief nr.95 van december 2000 bij het afsluiten van het NRSP.

Referenties
  1. J.Ph. Poley: “Note on the resolution of radar systems”; Tijdschrift Nederlands Radiogenootschap, vol.22, 1957, pp. 187 – 194. 
  2. H.M. Oudshoorn: “The use of radar in hydrodynamic surveying”; Procs Seventh Conference on Coastal Engineering, edited by J.W. Johnson (The Hague: Council on Wave Research, The Engineering Foundation), 1960, pp. 59 – 76.
  3. G.P. de Loor, A.A. Jurriëns, W.J.M. Levelt and J.P. van de Geer: “Line-scan imagery interpretation”; Photogrammetric Engineering, vol.34, 1968, pp. 502 – 510.
  4. G.P. de Loor, A.A. Jurriëns and H. Gravesteijn: “The radar backscatter from selected agricultural crops”; IEEE Trans. Geoscience Electronics, vol. GE-12, 1974, pp. 70 – 77.
  5. G.P. de Loor, “Possibilities and uses of radar and thermal infrared systems”, Photogrammetria, vol.24, 1969, 43 – 48.
  6. RWS werkgroep, nota: “Radar en infra-rood luchtopnamen”, door Afd. Havenmonden bij brief nr. 128 dd. 10 jan. 1969 aangeboden aan de HID RWS in de Directie Benedenrivieren.
  7. ITC rapport: “Voorstel tot applikatie onderzoek van moderne lucht-opname technieken”, aangeboden aan de Minister van O en W, 10 jan. 1969
  8. Interdepartementale Werkgroep Applikatie Onderzoek Moderne Luchtopname Technieken: “Concrete voorstellen voor het applicatie onderzoek van moderne luchtopname technieken”; Nota op 5 dec. 1969 uitgebracht aan de Minister van O en W, mede ten behoeve van zijn ambtgenoten.
  9. Verslag van het Symposium “Luchtwaarneming met niet-conventionele systemen”; De Ingenieur, vol.33, 1970, Afd. TWO nr.6 pp. o71 – o100 (6 artikelen, verslagen van het werk verricht van 1962 tot 1969)
  10. W. Alpers and I. Hennings: “A theory of the imaging mechanism of underwater bottom topography by real and synthetic aperture radar”; J. Geophys. Res., vol.89, 1984, pp. 10529 – 10546
  11. Maritiem Geodetisch Bureau C. Don: “Proefopnamen met side looking airborne radar”; rapport samengesteld in opdracht van RWS, Directie Benedenrivieren, Afd. Havenmonden, Sectie Noordzee, 1970. Een herdruk verscheen in de RS Nieuwsbrief nr. 89, dec. 1999.
  12. “Verslag van een oriëntatiereis door de USA door een W.A.C.-delegatie in de periode van mei-juni 1971 in opdracht van de Stuurgroep van NIWARS”; ingediend door de voorzitter van de Stuurgroep op 15 nov. 1971
  13.  N.J.J. Bunnik: “The multispectral reflectance of shortwave radiation by agricultural crops in relation with their morphological and optical properties”; Thesis Wageningen, 18 Jan 1978, also in: Comm. Agricultural university Wageningen, 78-1 (1978)
  14. G.P. de Loor, P. Hoogeboom and E.P.W. Attema: “The Dutch ROVE Program”; Trans. IEEE Geosci. and RS, vol.GE-20, 1982, pp. 3 – 11
  15. Eindrapport NIWARS, rapport uitgebracht door de Stuurgroep van het beleidsruimte project NIWARS, 1 juni 1977
  16. R.H.J. Morra: “Het begin van de remote sensing in Nederland”, 1958 – 1986”; publicatie van de Kring voor RS, maart 1990
  17. L. Krul en G.P. de Loor: “Experiments with microwaves”; Int. J. Remote Sensing, 1992, vol. 13, nos. 6 and 7, 1201-1216.