Virtueel observatorium helpt bosbranden te bestrijden

Het Centrum Wiskunde en Informatica (CWI) bouwt met een internationaal onderzoeksteam de infrastructuur voor een virtueel observatorium, dat satellietbeelden vanuit de ruimte vrijwel realtime interpreteert en combineert met geografische informatie. Zo’n observatorium kan helpen bosbranden tijdig op te sporen en beter te bestrijden.



Het Centrum Wiskunde en Informatica (CWI) bouwt met een internationaal onderzoeksteam de infrastructuur voor een virtueel observatorium, dat satellietbeelden vanuit de ruimte vrijwel realtime interpreteert en combineert met geografische informatie. Zo’n observatorium kan helpen bosbranden tijdig op te sporen en beter te bestrijden. Per dag sturen satellieten enorme hoeveelheden data naar de aarde, tot wel duizenden gigabytes: veel te veel om door mensen bewerkt te worden. Een virtueel observatorium – een slim ontworpen, krachtig computerprogramma – kan dat wel. Het onderzoeksproject heet TELEIOS en wordt gefinancierd door de Europese Unie. Het CWI ontwikkelt hiervoor de technologie voor grootschalige databasemanagement. Het project start officieel op 1 september 2010 en loopt tot 2013.

Rookpluimen
Wat moet een virtueel observatorium kunnen? Satellieten overzien vanuit de ruimte permanent grote delen van het aardoppervlak, ook verlaten natuurgebieden. Een satelliet ´ziet´ echter alleen maar pixels. Een observatorium moet hierin een rookpluim kunnen herkennen en die onderscheiden van bijvoorbeeld een condensstreep achter een vliegtuig. Vervolgens moet het met geografische informatie nagaan of er voor de rook geen logische verklaring is, zoals een fabriek. Is er echt brand, dan zal het scenario’s doorrekenen over hoe de brand zich op de korte en lange termijn ontwikkelt: de te verwachten snelheid en richting van de brand gezien de weersomstandigheden. Ten slotte kan het op grond van simulaties concrete aanbevelingen doen over evacuatieplaatsen en de beste wijze om de brand te bestrijden.

MonetDB
De onderzoekers gebruiken hiertoe de nieuwste databasemanagementtechnologie, die de ruwe satellietdata opslaat en het vervolgens mogelijk maakt die data efficiënt te bevragen. Het CWI zet zijn open-source database systeem MonetDB in, dat wereldwijd al wordt gebruikt voor datawarehouse toepassingen. Het wordt in dit project verder ontwikkeld tot een goed hulpmiddel voor scientific en environment monitoring toepassingen. Er worden efficiënte, domeinspecifieke algoritmen ontwikkeld die de satellietbeelden integreren met geografische of meteorologische gegevens. Technische uitdagingen zijn de massaliteit van de gegevens en het snel toegang krijgen daartoe met nieuwe query-technieken, zowel waar het gaat om opgeslagen satellietbeelden, sensorinformatie en informatie uit het semantisch web.

TELEIOS
Het onderzoek in Nederland wordt uitgevoerd door de groep Database Architectures van het CWI, onder leiding van Martin Kersten. Projectleider van het hele TELEIOS-project is het National Observatory of Athens (NOA) in Griekenland. Andere partners zijn het Griekse National and Kapodistrian University of Athens (NKUA), het Fraunhofer Gesellschaft en het Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt in Duitsland en Advanced Computer Systems (ACS) in Italië. Het project wordt gefinancierd door het Zevende Kaderprogramma van de EU. Het beheersen van de data-explosie is een speerpunt van het CWI. Dit onderzoek is daar een goed voorbeeld van.

Meer informatie:
- de INS1 onderzoeksgroep
- MonetDB
- biografische gegevens van Martin Kersten

 

satellite image of forest fires Greece by NASA 2009

Foto: satellietbeeld van bosbranden in Griekenland 2009, bron: NASA MODIS project

Foto bosbrand (bovenaan tekst): Yarik Mishin

Over het CWI
Het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) is sinds 1946 het nationale onderzoeksinstituut voor wiskunde en informatica. Het is gevestigd op het Science Park Amsterdam en is deel van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het instituut heeft een sterke internationale positie. Ruim 160 wetenschappers doen er grensverleggend onderzoek en dragen de verkregen kennis over aan de maatschappij. Ongeveer 30 van de onderzoekers zijn hoogleraar aan een universiteit. Het instituut heeft inmiddels circa 20 spin-off bedrijven voortgebracht.