Dagelijks nieuwe,  zinvolle inzichten uit de ruimte

Het allereerste satellietbeeld stamt uit 1959. Het is een foto van de maan, geschoten door de Russische satelliet LUNA-3 tijdens een maanmissie. Ruim zestig jaar later zijn satellietbeelden zoveel meer dan foto’s. Deze opnames tonen niet alleen het zichtbare, maar ook het onzichtbare deel van de aarde. Water, vegetatie, emissies: het staat er allemaal haarscherp op. Hierdoor lenen de beelden zich voor een grote verscheidenheid aan toepassingen. Met behulp van satellieten worden bijvoorbeeld risico’s in de tuinbouw beheerst, waterwegen gemonitord en lichtvervuiling gesignaleerd. Ook met het oog op defensie geven satellieten ons relevante inzichten. Er is dus absoluut meer(waarde) tussen hemel en aarde. En daar mag het Space Data Services Team van CGI zich dag in dag uit mee bezighouden.

Er zweven naar schatting zo’n 6.000 satellieten om de aarde. Samen zijn zij goed voor een ondenkbare hoeveelheid data. Zowel openbaar beschikbare als commerciële satellietgegevens bieden een grote ruimtelijke dekking van het aardoppervlak. Dat gebeurt ook nog eens met een hoge updatefrequentie over grote geografische gebieden. Vooral voor gebieden waar de menselijke aanwezigheid beperkt is of slecht toegankelijk zijn, zijn satellietbeelden van onmisbare waarde.

Meer technologie, meer toepassingen

Naast dat de hoeveelheid satellieten blijft toenemen en dus de dekkingsgraad van de aarde steeds hoger wordt, is de data afkomstig van deze satellieten steeds gedetailleerder. Dat geeft ons de mogelijkheid de data te verrijken door het toepassen van nieuwe technologieën. Bijvoorbeeld met technieken zoals kunstmatige intelligentie, zoals het trainen van verschillende machine learning modellen en gebruik maken van onder andere neurale netwerken. Deze beschouwen we als nuttige instrumenten voor monitoringactiviteiten en Early Warning services. Door deze technologische verrijking groeit ook het aantal toepassingen van de satellietdata. Classificatie, objectdetectie, change detectie en asset management zijn enkele voorbeelden waarbij satellietgegevens en technieken op basis van machine learning samenwerken. Dankzij de beschikbaarheid van en de gemakkelijke toegang tot historische satellietwaarnemingen kunnen we nu bijvoorbeeld voorspellende analyses en classificatiemodellen met een relatief hoge nauwkeurigheid ontwikkelen. Deze gebruiken we voor (near)-realtime monitoring en voor het geven van waarschuwingssignalen voor potentiële effecten van extreme weersomstandigheden of menselijke activiteiten.

Space Data Services Team

Bovenstaande toepassingen zijn nog maar een tipje van de sluier. Binnen het Space Data Services team van de Space Unit van CGI Nederland houd ik me dagelijks bezig met het ontwikkelen van diensten gebaseerd op satellietdata met behulp van moderne machine learning-technologieën. Op dit gebied is nog veel te ontdekken. Een van de diensten die we op dit moment ontwikkelen is een landgebruikkaart. Hierbij maken we gebruik van zowel optische als radarsatellietgegevens (zie de figuur hieronder). Het in kaart brengen van landgebruik is waardevol voor meerdere toepassingen, waaronder milieu- en landbeheer. Veranderingen in landgebruik kunnen immers in verband worden gebracht met zowel menselijke als klimaatfactoren.

Zinvolle inzichten

Al onze oplossingen beginnen bij het vertalen van ruwe satellietgegevens en eindigen met kwantitatieve en/of kwalitatieve producten, die worden vertaald in waardevolle inzichten voor onze klanten. De oplossingen ontwikkelen we in nauwe samenwerking met onze klanten, volgens hun behoeften en vereisten, zodat de eindproducten direct kunnen worden gebruikt voor beleids- en besluitvorming. Zo werken we onder meer aan diensten voor temperatuurverdeling, detectie van verzakkingen en detectie van veranderingen.

Wil je meer weten over het werk van het Space Data Services Team? Neem dan contact op met mij via konstantinos.bampanikos@cgi.com. Verder kun je op deze site meer artikelen lezen waarin wij onze diensten uitgebreider belichten. Lees bijvoorbeeld het verhaal van Pavithra over het project op het gebied van Greenhouse Early Warning Service. Of bekijk onze Ruimtevaart pagina.


Figuur: Een satellietfoto uit mei 2020 rondom Tiel (links) met daarnaast een classificatie van het landgebruik (rechts).

 

Working at the Space Data Services Team of CGI

Delivering meaningful insights from space every day

The very first satellite image dates back to 1959. It is a photograph of the moon, taken by the Russian satellite LUNA-3 during a lunar mission. Over sixty years later, satellite images are so much more than photographs. These scans show not only the visible, but also the invisible part of the Earth. Water, vegetation, radiation: it's all there in razor sharp focus. This makes the images suitable for a wide variety of applications. For example, with the help of satellites, risks in horticulture can be controlled, waterways can be monitored and light pollution can be detected. Satellites also provide us with relevant insights with regard to defense. There is definitely more (value) between heaven and earth. And that's what CGI's Space Data Services Team gets to work on day in and day out.

It is estimated that there are some 6,000 satellites orbiting the earth. Together they account for an unimaginable amount of data. Both open source and commercial satellite data offer high spatial coverage. This is done in high time frequencies over large geographical areas. Especially for areas where human presence is limited and in places that are not or hardly accessible to us humans, satellite images are of indispensable value.

More technology, more applications

The amounts of data coming from satellites and the spatial coverage is constantly increasing. That is why we are constantly enriching satellites and everything related to them with technologies. For example, with AI and machine learning techniques, including machine learning models and neural networks. We see these as useful tools for monitoring activities and Early Warning services. With this technological enrichment, the number of applications of satellite data is also growing. Classification, object detection, change detection and asset management tasks are some examples where satellite data and machine learning-based techniques match. Thanks to the availability of and easy access to historical satellite observations, we can now develop, among other things, predictive analytics and classification models with high accuracy. We can use these for near-real-time monitoring and for providing warning signals about potential effects of extreme weather conditions or human activities.

Space Data Services Team

The above applications are just a tip of the iceberg. Within the Space Data Services team of the Space Unit of CGI Netherlands, I get to work on developing satellite-based services using modern machine learning technologies on a daily basis. There is still a lot to discover in that area. One of the services we are currently developing is land cover classification. Here we use both optical and radar satellite data (see the figure below). Land cover mapping is valuable for multiple applications, including environmental and land management purposes. After all, changes in land cover can be related to both human and climate factors.

Meaningful insights

All our solutions start with the translation of raw satellite data and end with quantitative and/or qualitative products, which are translated into meaningful insights for our customers. We develop the solutions in close cooperation with our customers, according to their needs and requirements, so that the end products can be used directly for policy and decision making. And so we are working on services for temperature distribution, subsidence detection and change detection, among others.

Want to learn more about the work of the Space Data Services Team? If so, please contact me at konstantinos.bampanikos@cgi.com. Furthermore, you can expect more articles on this site soon in which we highlight these services in a bit more detail. For example, read Pavithra her story about the Greenhouse Early warning Service, or visit our space page.