Biodiversiteit: hoe meet je de inspanningen van boeren?

Om de inspanningen van boeren rond biodiversiteit te kunnen belonen, kijkt RVO naar een combinatie van remote sensing en AI voor het monitoren van graslanden. Marc Middendorp, werkzaam bij Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO), vertelt.

Foto Marc Middendorp

 

De neergang van de biodiversiteit is een van de grote zorgen die op ons afkomen. Het platteland is daarbij, voortgestuwd door efficiency en het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen en meststoffen een biodiversiteitswoestijn.

Verschillende partijen nemen hun maatschappelijke verantwoordelijkheid en willen daar verandering in brengen. Dit heeft geleid tot het Deltaplan Biodiversiteitsherstel. Een belangrijk onderdeel van dit plan is dat boeren beloond worden voor hun inspanningen om de biodiversiteit op hun akkers en weidegronden terug te laten keren. Deze prestaties van boeren moeten dan wel gemeten kunnen worden.

Remote sensing is een bekende techniek om verschillende activiteiten op grote monocultuur percelen waar te nemen. Het waarnemen van diversiteit is echter een grote uitdaging. In dit project wordt geprobeerd verschillende remote sensing data beter te kunnen herkennen met AI, zodat alsnog uitspraken gedaan kunnen worden over de kruidenrijkheid van grasland percelen.

 

Data-gedreven en kruidenrijke graslanden

Ik ben Marc Middendorp en werk bij de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO). De RVO is een uitvoerend agentschap dat valt onder het Ministerie van Economische zaken en Klimaat. Het houdt zich bezig met het uitvoeren van allerlei regelingen voor verschillende ministeries op het gebied van internationaal ondernemen, duurzaamheid, innovatie en agrarisch ondernemen.

In het kader van opgavegericht werken en aanhaken op maatschappelijke tendensen, ben ik via Wereld Natuur Fonds (WNF) betrokken geraakt bij Deltaplan Biodiversiteitsherstel. Daarin maken verschillende partijen in het landelijk gebied zich sterk voor biodiversiteitsherstel door het ontwikkelen van verdienmodellen voor boeren. Verdienmodellen waarbij bedrijven keurmerken kunnen opzetten om meerwaarde te creëren voor hun producten en boeren kunnen belonen.

 

Figuur 1. Bron: Deltaplan Biodiversiteitsherstel, pagina 9

Een belangrijk thema in het deltaplan is kruidenrijke graslanden. Kruidenrijke graslanden hebben verschillende kruiden in het gras staan waardoor het diverser is dan een Engels-raai monocultuur. Daarnaast kenmerkt het zich door een rijk bodemleven en habitat voor (bedreigde) weidevogels. Deze kruidenrijke graslanden zijn schaars geworden in Nederland. Om hiervoor te kunnen belonen moeten de resultaten (Kritische Prestatie Indicatoren) meetbaar worden gemaakt. Daar komen de data om de hoek kijken.

De RVO voert controles uit voor het Europese Gemeenschappelijk Landbouw Beleid (GLB). Dit gebeurt al 25 jaar met behulp zowel satellietbeelden, als ook met veldcontroles uitgevoerd door de Nederlandse Voedsel en Waren Autoriteit (NVWA). De rol van de satellietbeelden wordt echter steeds groter. Controles gebeuren steeds meer gebaseerd op de ‘verborgen’ elementen uit data van steeds geavanceerdere satellieten. Algoritmes halen steeds meer kennis uit de niet zichtbare banden van deze satellieten en ook wordt het belang van radarsatellieten steeds meer onderkend.

Dankzij deze technologische ontwikkelingen lukt het steeds beter om de dure veldcontroles verder te minimaliseren. Maar omgekeerd zal, als er meer kan met data, er ook meer van gevraagd worden bij het ontwikkelen van nieuwe regelingen. Het vraagstuk wat bij de Deltaplan Biodiversiteitsherstel speelt, is ook heel relevant voor het inrichten van het nieuwe GLB en hier kan sprake zijn van een win-win. Daarom werken LNV en RVO mee aan het ontwikkelen van een methodiek voor het herkennen van kruidenrijke graslanden.

Ons concept: satellietbeelden, foto’s en beeldherkenning

April 2018 is er tijdens het Capigi congres door Farmhack een hackathon georganiseerd gericht op het ontwikkelen van een werkwijze voor het monitoren van kruidenrijke graslanden. Tijdens deze hackathon is een concept ontwikkeld waarbij gebruik gemaakt wordt van satellietdata, foto’s en andere geografische informatie. Met satellieten alleen zijn kruiden niet waar te nemen. Wel kunnen satellieten waarnemen welk beheer er gevoerd wordt. Is er grondbewerking geweest de afgelopen jaren, hoe snel groeit het gras, hoe vaak (en hoe vroeg in het jaar) wordt er gemaaid? Ruth Howison van de Rijksuniversiteit Groningen gebruikt radardata van de Sentinel 1 satelliet om de voorwaarden voor weidevogelbeheer aan te tonen. Het combineren van dit soort ‘markers’ levert een mooi beeld op. Maar onduidelijk is het nog hoe we dit moeten combineren om tot een goede conclusie te komen. Daarom kent het nieuwe concept de mogelijkheid om geotagged foto’s in te sturen die we willen classificeren middels beeldherkenningsalgoritme.

 

Afgelopen jaar is dit concept getest in een ‘proof of concept’ (PoC). Er is een app ontwikkeld om de foto data te kunnen verzamelen. Zo’n 1200 foto’s van verschillende soorten graslanden zijn vorig voorjaar verzameld. Van verschillende soorten graslanden om verschillende soorten graslanden te kunnen onderscheiden in een beeldherkenningsalgoritme. Zo’n 350 foto’s waren bruikbaar voor het trainen van het algoritme. Dit is geclassificeerd naar vier verschillende grasland klassen, van productief Engels raaigras tot extensieve kruidenrijke graslanden.

 

Vervolgens is onderzocht welke markers we kunnen vaststellen met satellietdata en is er een simpele beslisboom gemaakt die een uitspraak kan doen over een perceel. Deze uitspraak wordt gepresenteerd in de app.

De resultaten zijn bemoedigend hoewel we nog alles hebben kunnen testen. Het samenvoegen van allerlei marker en de foto data moet nog verder uitgewerkt. Maar zelfs met de kleine hoeveelheid foto’s is er al wel te zien dat er geclassificeerd kan worden.

Hoe verder?

Tot de zomer (2020) is er een nieuwe ronde van foto’s inwinnen geweest. Het ministerie van Landbouw Natuur en Voedselkwaliteit (LNV) heeft gezorgd dat er weer een webapp is. Deze is ontwikkeld door Ellipsis Earth.

Wageningen Universiteit en Research (WUR) heeft zich geïnteresseerd getoond om het datagedreven concept verder door te ontwikkelen in een publiek private samenwerking (PPS. Aan een voorstel wordt momenteel gewerkt tot een vierjarig project voor het verder uitwerken van een methodiek en infrastructuur voor het meten van de kruidenrijkheidwaarde van grasland percelen.

Het mes snijdt aan twee kanten. Naast dat het uitvoeringsproces verbetert, geeft het ook invulling aan onze ambitie om de boer meer regie te geven over zijn situatie en in dit real time proces bij te kunnen sturen, door het insturen van foto’s van zijn resultaten. De uitkomsten zijn dus benaderbaar voor de boer, maar ook voor de partijen die verdienmodellen ontwikkelen en die dus kunnen vaststellen of ze waar voor hun geld krijgen. Als RVO kunnen we onze bijdrage leveren door ervoor te zorgen dat er eenduidigheid bestaat over de te meten indicatoren en onze kennis te delen.

 

Links vanuit de tekst

Deltaplan biodiversiteitsherstel

Capigi Farmhack hackathon

Foto actie

Webapp Ellipsis Earth

Howison de RUG

 

Houd mij op de hoogte