Monotemporal assessment of amount of Acacia's (individuals, tree groups) and estimation of crown diameter classes of Acacia raddiana in Bou-Hedma National Park, Tunisia
Boominventarisatie vanuit de ruimte
Nieuwe satellietsystemen leveren beelden met zeer hoge resolutie, waarvan afgeleide producten beschikbaar zijn via o.a. GoogleEarth. Op deze beelden zijn individuele objecten, zoals bomen en huizen, heel goed zichtbaar. Naast gebruik in deze openbare atlas, hebben deze satellietsystemen ook andere toepassingen. In de scriptie werd een boominventarisatie uitgevoerd van de steppe in Bou-Hedma Nationaal Park (Tunesië) aan de hand van een GeoEye satellietbeeld. Deze informatie is belangrijk om de dynamiek van dit ecosysteem op te volgen in de toekomst, o.a. in het kader van het Kyoto-Protocol.
Bou-Hedma Nationaal park is centraal gelegen in Tunesië. De temperaturen kunnen er hoog oplopen en er valt gemiddeld slechts 180 liter per m² per jaar, terwijl neerslag in België gemiddeld 800 liter per m² per jaar bedraagt. Een belangrijke component van dit ecosysteem zijn de Acacia raddiana bomen, die aangepast zijn aan deze extreme omstandigheden. Zo hebben ze een heel uitgebreid wortelsysteem om water uit diepere lagen op te nemen. Bovendien reageren ze op lange droogte door een gedeelte van hun bladeren af te werpen, waardoor ze minder water verliezen. In het verleden werden de bomen echter gekapt en gebruikt als brandhout, waardoor de beschermende functie van de vegetatie op de bodem verdween. Omdat het gebied getroffen werd door bodemerosie werd Bou-Hedma Nationaal Park opgericht, dat later opgenomen werd in de Reserves van de Biosfeer van UNESCO. Simultaan werd er aan herbebossing gedaan, met een langzaam herstel van het ecosysteem als gevolg. In het kader van het Kyoto-Protocol willen de Vlaamse Overheid en de Direction Générale des Forêts (Tunesië) in de nabije toekomst 50 000 ha aanplanten met Acacia raddiana. Er is echter heel weinig geweten over de evolutie van het ecosysteem. Zo wordt er verwacht dat deze grootschalige aanplantingen met deze Acacia’s een belangrijke invloed zullen hebben op het (lokale) klimaat, met mogelijks meer neerslag voor de lokale boeren als gevolg.
Projecten in het kader van het Kyoto-Protocol vragen om een wetenschappelijke opvolging. Aangezien er geen gedetailleerde gegevens beschikbaar zijn, was het doel van de scriptie om een boominventarisatie uit te voeren aan de hand van een satellietbeeld. Belangrijke parameters bij inventarisatie van bomen zijn o.a. stamdiameter, boomhoogte en kroondiameter. Het opmeten van deze parameters is een tijdrovende zaak en daarom zoeken wetenschappers naar nieuwe technieken om dit te vergemakkelijken. Vroeger gebruikte men hiervoor luchtfoto’s die genomen werden uit vliegtuigen. Nu zijn er ook satellieten die beelden kunnen opnemen met een hoge resolutie, waardoor de individuele boomkruinen zichtbaar zijn. Aangezien deze bomen ver uit elkaar staan (ongeveer 4 à 25 bomen per hectare), bieden deze satellietbeelden veel mogelijkheden voor het toepassen van nieuwe wetenschappelijke technieken.
Om modellen te kunnen ontwikkelen zijn er grote hoeveelheden gegevens nodig. Daarom werden op het terrein ongeveer 450 bomen bezocht. Hun locatie werd vastgelegd door gebruik te maken van een GPS, waardoor de bomen ook op het satellietbeeld teruggevonden konden worden. De stamdiameter, boomhoogte en kroondiameter van elke boom werden opgemeten. Bovendien werd de aanwezigheid van een erosiekorst genoteerd. Na bundeling in een database werden deze gegevens statistisch verwerkt, wat belangrijke informatie over de bomen opleverde. Zo werd bijvoorbeeld een diameter-hoogte curve opgesteld, waardoor de hoogte van een boom kan geschat worden door enkel de diameter van de boom te meten met een meetlint. Bovendien werd aangetoond dat de boomkruin een belangrijke bescherming biedt tegen de vorming van een erosiekorst, wat het belang van deze Acacia’s bewijst in de strijd tegen bodemerosie.
De data werden ook gebruikt om de link te leggen tussen hetgeen zichtbaar is op het satellietbeeld en de situatie op het terrein. Hiervoor werd een recente techniek gebruikt voor de verwerking, namelijk een Geographic Object-Based Image Analysis, afgekort GEOBIA. Een satellietbeeld is net zoals een digitale foto samengesteld uit meerdere pixels. De sterkte van GEOBIA ligt in het feit dat er niet meer met individuele pixels wordt gewerkt, maar met echte afgelijnde objecten waardoor de informatie-inhoud sterk vergroot. Deze techniek herkent als het ware de individuele bomen en zorgt ervoor dat ze omlijnd (dit wordt segmentatie genoemd) en gescheiden worden van andere vegetatie (een zogenaamde classificatie). Na aflijnen van de boomkruinen werden meer dan 200 eigenschappen van deze objecten berekend en gebruikt voor het opstellen van modellen. Het eindresultaat is een schatting van kroondiameter, boomhoogte en stamdiameter voor elke individuele boom in het Nationaal Park en dit rechtstreeks vanuit de ruimte. De resultaten van de studie tonen aan dat de huidige situatie overeenkomt met beschrijvingen die dateren uit de periode van 1900 tot 1925, waardoor voorzichtig besloten kan worden dat het ecosysteem zich heeft hersteld.
Met deze studie werd de huidige situatie in Bou-Hedma Nationaal Park bepaald door gebruik te maken van een satellietbeeld met hoge resolutie. De analyse kan bovendien in de toekomst gemakkelijk herhaald worden, waardoor opvolging in het kader van het Kyoto-Protocol is verzekerd.
