WorldCereal: wereldwijde kartering van seizoensgebonden akkerland en gewastype
WorldCereal is ‘s werelds eerste dynamische systeem dat seizoensgeactualiseerde, tijdelijke akkerland- en gewastypekaarten biedt met een resolutie van 10 meter, en dit op wereldschaal. Het WorldCereal-systeem is een open-sourcesysteem dat werd ontwikkeld door een internationaal consortium, geleid door het Europees Ruimtevaartagentschap. Het ondersteunt mondiale monitoringdiensten voor akkerland. Ontdek meer over de totstandkoming van het systeem, de toegang tot de gegevens en het gebruik van de gedetailleerde WorldCereal gewas- en gewastypekaarten die wereldwijd de landbouwproductie helpen monitoren.
In kaart brengen van seizoensgewastypen op wereldschaal
Het in kaart brengen van seizoensgebonden, tijdelijke landbouwgronden en gewastypen is van het allergrootste belang voor verschillende aspecten van de landbouwbeleidsvorming. Deze kaarten zijn cruciale instrumenten voor landbouwplanning, waardoor overheden en landbouwers middelen efficiënt kunnen toewijzen en hun inspanningen kunnen optimaliseren. De WorldCereal-kaarten kunnen ook helpen bij het identificeren van regio's die het risico lopen op tekorten aan voedselproductie. Deze informatie is cruciaal in het kader van voedselzekerheid, wat urgenter wordt gezien de bevolkingsgroei en de klimaatverandering. Om deze problemen aan te pakken, is een van de eerste stappen te weten komen welke gewassen waar en hoe groeien - elk seizoen.
Een open-source systeem voor wereldwijde monitoring van akkerland
Het ESA WorldCereal-project startte in juni 2020 met het ambitieuze doel om een efficiënt, wendbaar en robuust, op EO gebaseerd, systeem te ontwikkelen ter ondersteuning van wereldwijde seizoensmonitoringsdiensten voor akkerland.
Het WorldCereal-systeem is een open-source systeem dat in staat is om seizoensgebonden, tijdelijk akkerland-, gewastype- en irrigatiekaarten te creëren met een resolutie van 10 meter, en dit op wereldschaal. WorldCereal concentreerde zich op 4 specifieke doelstellingen:
- De haalbaarheid van de mondiale kartering van gewassen op veldschaal, gebaseerd op open EO-datasets, aantonen.
- Gebruik maken van bestaande clouddataproviders, cloud computing-mogelijkheden en ICT-infrastructuur.
- Interactie en samenwerking met de mondiale agrarische gebruikersgemeenschap,
- alsook met lokale en mondiale experts in het veld om het WorldCereal systeem te demonstreren.
Het monitoren van landbouwsituaties over de hele wereld
WorldCereal wereldkaart en seizoensspecifieke producten
WorldCereal maakt gebruik van open en gratis gegevens van de Copernicus Sentinel satellieten en de Landsat satellieten van de USGS, evenals van meteorologische gegevens en een digitaal hoogtemodel. In overleg met eindgebruikers en op basis van bestaande oogstkalenders van EC-JRC ASAP, USDA en GEOGLAM Crop monitor, werden drie belangrijke groeiseizoenen gedefinieerd: TC-wintergranen, TC-maïs hoofdseizoen en TC-maïs tweede teelt (Franch et al, 2022).
- Tijdelijke teelt wintergranen: actieve akkerlandlaag, actieve irrigatie en wintergranen.
- Tijdelijke hoofdteelt maïs: actief akkerland, actieve irrigatie, voorjaarsgranen en maïs
- Zones met een tijdelijke maïsteelt als tweede teelt: activef akkerland, actieve irrigatie en maïs.
Het WorldCereal systeem bouwt een hiërarchie van seizoensgebonden lagen op. Het eerste product is een basislaag van tijdelijke gewassen die al het tijdelijke akkerland over een periode van één jaar laat zien. Naast dit jaarlijkse product, biedt WorldCereal via the WorldCereal interactive online viewer verschillende seizoensspecifieke producten aan, waaronder wintergranen, maïs, voorjaarsgranen, actief akkerland en actieve irrigatie.
Het verzamelen van in situ gegevens en algoritmen
Tijdens de eerste maanden concentreerde het WorldCereal team zich op de betrokkenheid bij de gemeenschap en het verzamelen van in situ gegevens voor kalibratie en validatie.
Tegelijkertijd werd het WorldCereal systeem ontworpen en werden verschillende algoritmen vergeleken, rekening houdend met verschillende parameters waaronder snelheid, kwaliteit, de behoefte aan training data, ruimtelijke consistentie, ...
Het WorldCereal team bracht in 2023 's werelds eerste dynamische en open-source systeem uit dat seizoensgebonden bijgewerkte kaarten van akkerland en gewastypes biedt met een ruimtelijke resolutie van 10 meter, samen met een referentiedatabase voor gewastypen op wereldschaal.
Om de producten aan te maken wordt de wereld opgedeeld in agro-ecologische zones (AEZ's), of zones met een vergelijkbaar begin en einde van de groeiseizoenen voor maïs en granen. De einddatum zal de productie voor de specifieke zone activeren. Op basis van de beschikbare referentiegegevens zijn modellen voor de zone getraind en voorzien zij ons van de kaarten voor de zone. Hoewel we een globaal beeld kunnen creëren, moeten we er rekening mee houden dat de kaart feitelijk een lappendeken is van producten die per agro-ecologische zone veranderen. Elke agro-ecologische zone heeft zijn eigen productiedatum, afhankelijk van de oogstkalender. Voorlopig was het WorldCereal systeem gericht op producten voor de seizoenen 2021. Algoritmen werden getraind op bais van gegevens van meerdere jaren om robuustere modellen te creëren waarmee ze in ruimte en tijd konden worden overgedragen.
97,8%
De algemene nauwkeurigheid van het tijdelijke akkerlandproduct bedraagt 97,8% op mondiaal niveau.
75 M
De geharmoniseerde referentiegegevensopslagplaats van WorldCereal bevat al meer dan 75 miljoen waarnemingen.
12 000
Om de wereldkaarten te maken, werden gegevens van 12 000 Sentinel-tegels uit een volledig jaar verwerkt.
Grootschalige gegevenstoegang en -verwerking via openEO
Ontwikkeld in samenwerking met gebruikers en de GEOGLAM gemeenschap
WorldCereal is samen met gebruikers ontworpen via verschillende gebruiksscenario's die verbang houden met GEOGLAM en de SDG's. Deze belangrijkste gebruikers gaven feedback over de systeemprestaties en productnauwkeurigheden. Naast deze gebruikers heeft WorldCereal ook contact gehad met de brede internationale GEOGLAM-gemeenschap via de Crop Monitor, NASA Harvest-netwerken en nationale en internationale onderzoeksorganisaties. WorldCereal werd door dit gebruikersnetwerk ondersteund voor het verzamelen van in situ gegevens, co-validatie van de producten en om het gebruik van de WorldCereal-producten onder de aandacht te brengen. Dankzij deze gezamenlijke aanpak kan WorldCereal nu verschillende agrarische belanghebbenden ondersteunen.
- VN agentschappen
- Ministeries van Landbouw
- NGO's
Producten en services
Verzamelingen van referentiegegevens
WorldCereal heeft wereldwijd een open, geharmoniseerd referentiegegevensopslagplaats gebouwd voor modeltraining of productvalidatie ter ondersteuning van het in kaart brengen van landbedekking of gewastypes.
Ontdek meer in het Reference Data Dashboard of de relevante publicaties op Zenodo, CC-BY-SA licensed data sets en CC-BY licensed data sets.
WorldCereal Viewer
WorldCereal biedt de seizoensgebonden, mondiale, tijdelijke akkerland-, gewastype- en irrigatiekaarten aan met een resolutie van 10 meter.
Naast dit jaarlijkse product, biedt WorldCereal verschillende seizoensspecifieke producten aan waaronder wintergranen, maïs, voorjaarsgranen, actief akkerland en actieve irrigatie.
Deze producten zijn gevisualiseerd in de WorldCereal interactive online viewer en de Terrascope viewer.
De WorldCereal viewer wordt binnenkort gemigreerd naar een nieuwe infrastructuur. Download van de WorldCereal producten is mogelijk via Terrascope, OpenEO, Google Earth Engine of Zenodo.
openEO platform
Als onderdeel van het openEO-platform biedt Terrascope ook de WorldCereal-collecties aan via de openEO-interface voor grootschalige gegevenstoegang en -verwerking. Hierdoor kunt u de gegevens voor uw interessegebied in het door u gewenste formaat ophalen of zelfs combineren in een grotere verwerkingsworkflow die de eigenschappen van de gedetecteerde granen verder onderzoekt. Python-gebruikers kunnen deze notebook ook gebruiken voor het downloaden van meerdere producten in één bestand op het openEO-platform.
