Onderzoeksproject S0/03/014 (Onderzoeksactie S0)
SITUERING
Op termijn biedt de hier voorgestelde karteringsmethode voor vochtgradiënten grote operationele voordelen voor het beheer van landelijke gebieden, daar de techniek eenvoudig een herkartering mogelijk maakt op gewenste tijdstippen. Hierdoor kan eenduidig op korte termijn de verandering van de vochtgradiënt gevolgd worden, maar kan vooral ook op langere termijn gevolgd worden of er sprake is van verdrogingsverschijnselen, wat nu veelal zeer moeilijk is. Ook eventuele effecten van landgebruiksveranderingen en klimaatwijzigingen op het grondwatersysteem en daarmee op het aanwezige vochtgehalte aan het landoppervlak kunnen zo opgevolgd worden. Vanwege de milieu-, natuur- en waterbeheerders is er een duidelijke vraag naar een dergelijke monitoring methode of instrument. De ontwikkeling van de hiervoor noodzakelijke techniek wordt ook gestimuleerd door de verplichting, vanuit verschillende EU richtlijnen/programma’s zoals Habitat richtlijn en Water kaderrichtlijn, om geregeld te rapporteren over de abiotische en biotische condities van het natuurlijk milieu. Dit voorstel ligt dus ook in de lijn van één van de STEREO programma-doelen ‘ontwikkeling van operationele producten en diensten ten aanzien van monitoring van het klimaat en van de terrestrische ecosystemen in het kader van internationale overeenkomsten’.
DOELSTELLINGEN
Gebiedsdekkende veldkartering van grondwatersystemen en de daaraan gekoppelde vochtgradiënten is zeer moeilijk, vermits het grondwater steeds ondergronds zit. Grondwatersystemen manifesteren zich echter wel duidelijk aan het grondoppervlak door middel van vochtgradiënten, ofwel infiltratie- en kwelgebieden, die op hun beurt sterk de vegetatiekarakteristieken bepalen. Hyperspectrale teledetectie meet alleen de reflectie van het bovenste deel van het aardoppervlak, met name bodem of vegetatie. Hieruit kan afgeleid worden dat in het complex van hyperspectrale reflectiebeelden mogelijk aanwezig is:
1. een proxy die het relatief stabiele verschil in infiltratie- en kwelgebieden weerspiegelt;
2. een proxy die de grondwaterdiepte weergeeft;
3. een spectrale signatuur die gevoelig is voor de vochtgradiënt direct aan het landoppervlak (en ook beïnvloed door lokale en temporele verschillen in bodem en neerslag);
4. een spectrale signatuur die karakteristiek is voor vocht indicerende key-species, bepaalde freatofyten of vegetatiecomplexen.
Hoewel voor het testen van (1) tot en met (4) gebiedsdekkende veldgegevens en/of simulatieresultaten grotendeels reeds beschikbaar zijn, is:
5. een eerste streefdoel, om tegelijkertijd met de hyperspectrale metingen, veldmetingen uit te voeren ten aanzien van (a) bodemvocht, (b) grondwaterstanden en (c) spectrale veldopnamen van bepaalde key-species, freatofyten of vegetatiecomplexen.
6. een tweede streefdoel, het vinden van een statistisch relevante correlatie tussen de gebiedsdekkende veld- en/of simulatiegegevens en de hyperspectrale informatie.
7. een derde streefdoel, het verklaren van de al dan niet gevonden relaties. Het leggen van verbanden tussen de relevante hyperspectrale informatie en de fysische karakteristieken van het grondwater-bodem-landschap complex.
