Landsat spot landgebruik

Kees Floor, Zenit november 2008

Al meer dan vijftig jaar draaien er kunstmanen rond de aarde. Ze leverden ons talrijke beelden. Die laten niet alleen de atmosfeer met zijn snel veranderende wolkenpatronen zien. Bij onbewolkt weer tonen ze het doorgaans slechts geleidelijk veranderende aardoppervlak. De eerste opnamen bezaten nog niet zo veel detail. Toch hebben we inmiddels over ruim vijfendertig jaar beelden met voldoende nauwkeurigheid om er veranderingen op te kunnen zien. Vooral de Landsat-satellieten leverden en leveren nog steeds een schat aan informatie. Als Nederlands voorbeeld nemen we de Flevopolders. Over de grenzen kijken we naar het uitdrogende Aralmeer.

De meeste beelden op deze pagina's zijn afkomstig van satellieten uit het Amerikaanse Landsat-programma. De eerste satelliet uit die serie werd in juli 1972 in een baan rond de aarde gebracht onder de naam ERTS (Earth Resources Technology Satellite). Nadat in 1975, duidelijk was geworden dat er meer van dat type satellieten zouden volgen, werd de ERTS herdoopt in Landsat 1. Het was de eerste satelliet die uitsluitend gericht was op het onderzoek van het landoppervlak. Daarvoor waren er incidenteel beelden van Amerikaanse spionagesatellieten, die in de periode 1961 tot 1964 actief waren onder de codenaam Argon. De beelden van deze satellieten werden nog gemaakt op 'ouderwetse' fotografische film. Op gezette tijden werden de films in een trommel uitgeworpen en later voor gebruik opgevist en ontwikkeld, zodat er afdrukken van de beelden konden worden gemaakt. Figuur 4 uit 1964 is een beeld uit die oertijd.

Landsat
De eerder genoemde Landsat 1 was in bedrijf tot januari 1978. Het satellietbeeld van figuur 2 is van september 1980 en dus gemaakt door een opvolger, in dit geval de Landsat 2. Later zouden nog vijf Landsats volgen, waarvan vier in bedrijf, want de lancering van de Landsat 6 mislukte. Op dit moment zijn de Landsats 5 en 7 nog actief (zie afbeelding met tijdbalk). Het is de bedoeling dat er in 2011 een opvolger komt, de LDCM (Landsat Data Continuity Mission), die ervoor moet zorgen dat er geen gaten vallen in de inmiddels ruim 35 jaar lange meetreeks van Landsat satellietbeelden van het landoppervlak. Overigens biedt de Amerikaans-Japanse ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), die wordt meegevoerd op de satelliet Terra van het Amerikaanse Earth Observing System (EOS) tegenwoordig beelden van vergelijkbare kwaliteit (zie kader).

IJsselmeer
De afsluiting van de Zuiderzee en de inpoldering van het IJsselmeer voltrokken zich grotendeels voor de komst van de satellieten begin jaren zestig van de vorige eeuw. De werkzaamheden begonnen in de jaren twintig met de aanleg van de Amsteldiepdijk of Kleine Afsluitdijk. Daarbij werd het Amstelmeer gevormd en raakte Wieringen zijn status van eiland kwijt. Vervolgens werd in 1926 en 1927 de proefpolder Andijk aangelegd om ervaring op te doen met het bedijken en inpolderen van delen van de Zuiderzee. Een jaar later werd begonnen met de aanleg van de Wieringermeerpolder, die in 1930 gereed kwam, nog voor de voltooiing van de Afsluitdijk in 1932. Ook de Noordoostpolder (1942) en Oostelijk Flevoland (1957) zijn van voor het satelliettijdperk: de eerste kunstmaan, een Russische Sputnik, werd namelijk gelanceerd in 1957. In datzelfde jaar kwam de verbinding tot stand tussen Noord-Holland en het eiland Marken. De aanleg van de polder Zuidelijk Flevoland moest toen nog beginnen; deze vond plaats in de periode 1959 tot 1968. Na de voltooiing daarvan was in totaal 1620 vierkante kilometer land teruggewonnen op de zee.

Zuidelijk Flevoland, Houtribdijk en IJsseloog
De satellietbeelden van het landoppervlak leveren dus uitsluitend informatie over de laatste fases. Vooral de ontwikkeling van Zuidelijk Flevoland is erop te volgen. Op het oudste beeld (zwart-wit; figuur 4) van de Argon uit 1964 is de polder nauwelijks te onderscheiden. De dijken liggen er al wel, maar het land moet nog worden drooggelegd. Ook van de Houtribdijk tussen Enkhuizen en Lelystad is weinig te zien. De aanleg daarvan begon een jaar eerder, in 1963, en duurde tot 1975. Op het moment dat het beeld van de Landsat 1 uit 1973 (figuur 5a) werd gemaakt, was de dijk nog niet klaar. De tint van het water achter de dijk is door een andere golfslag iets lichter dan die van de rest van het Markermeer en het IJsselmeer. Wel heeft Zuidelijk Flevoland dan al zijn definitieve vorm, zoals blijkt na vergelijking van figuur 5a met de later gemaakte satellietbeelden van de figuren 1 tot 3.
Bij die vergelijking valt ook op dat de perceelgrootte in de loop der tijd kleiner is geworden. In 1973 (figuur 5) en 1980 (figuur 2) zijn de percelen nog groot. In 1989 is al veel meer diversificatie opgetreden en in 2006 zijn de percelen bouwland nog weer kleiner.
Het opvallendste nieuwe element op het satellietbeeld uit 2006 (figuur 1) is het zogeheten IJsseloog in het Ketelmeer. Het is een depot waar het verontreinigde slib uit de bodem van het meer permanent wordt opgeslagen. De aanleg ervan begon in 1996 en duurde tot 1999; vandaar dat het alleen op het meest recente satellietbeeld te zien is.

Kleuren en tinten
In de gekleurde Landsat-beelden onderscheiden het Markermeer, het Veluwemeer en de overige randmeren zich door hun donkerblauwe tint duidelijk van het land. In de Flevopolders en op het oude land is vegetatie rood; hoe meer vegetatie of hoe beter de conditie daarvan, des te feller is het rood. Bebouwing, bestrating en kale grond vertonen lichtblauwe tot grijsgroene tinten; deze zijn onder andere terug te vinden op de plekken waar je de plaatsen Zeewolde, Almere, Lelystad of - buiten de polders - Amsterdam, Amersfoort en Harderwijk mag verwachten.
De verschillen tussen de beelden hangen overigens niet alleen af van de veranderingen over de jaren. Ook het seizoen speelt een rol. Zo bracht de Landsat 1 Zuidelijk Flevoland in 1973 in beeld op 23 maart. Op dat moment van het jaar groeit er kennelijk nog niet zo veel op het land. In juli is dat natuurlijk anders. Ondanks de uitzonderlijke droogte in die periode in 2006 duiden de intens rode tinten op het Landsatbeeld uit 2006 (figuur 1) op veel vegetatie. De bosgebieden, zoals het Horsterwold bij Zeewolde en het Hollandse Hout ten oosten van de goed zichtbare Oostvaardersplassen, zijn het diepst rood. De beelden uit september 1980 (figuur 2) en mei 1989 (figuur 3) nemen qua roodtinten een tussenpositie in.
De jaarlijkse gang in kleurschakeringen als gevolg van de wisselende seizoenen is op het bouwland van de polders veel sterker dan aan de overzijde van de Randmeren op de Veluwe en in Het Gooi. De grond van het oude land is minder geschikt voor akkerbouw en daardoor hoofdzakelijk in gebruik als grasland. Daardoor is het daar het hele jaar door groen en op de Landsat-beelden rood.

Aralmeer
Natuurlijk zijn er buiten Nederland ook tal van andere interessante plekken, waarvan de ontwikkeling met Landsat-beelden kan worden gevolgd. Zeer bekend zijn bijvoorbeeld de veranderingen die optraden bij het Aralmeer, op de grens van Kazachstan en Oezbekistan. Ooit was het het op drie na grootste meer ter wereld. Het noordelijk deel van het meer kreeg zijn rivierwater van de Syrdarya, het zuidelijk deel van de Amurdaryo. Het grote waterbekken sleep de scherpe kantjes af van het uitgesproken landklimaat in de omgeving: er viel meer regen, de tegenstellingen tussen zomer en winter waren er minder groot en er deden zich minder zandstormen voor. Verder fungeerde het meer als bron van een bloeiende visserij en visverwerkende industrie.
In de afgelopen veertig jaar is het meer drastisch geslonken. Dat kwam doordat vanaf de jaren zestig van de vorige eeuw de rivieren die het meer van zijn water voorzagen, werden omgeleid. Het water werd vrijwel volledig gebruikt voor irrigatie van katoenplantages en andere landbouwteelten. Vervolgens begon de uitdroging, die tot de dag van vandaag voortduurt. Bij het uitdrogen van het zuidelijk deel kwam de zoute bodem droog te liggen en ontstond een grote zoutwoestijn. Stofstormen voerden het zout naar de landbouwgebieden, waar men de verzilting met nog meer zoet rivierwater probeerde tegen te gaan, wat het uitdrogingsproces verder versterkte.

Uitdroging in beeld
Het satellietbeeld van figuur 6 links geeft de situatie rond het Aralmeer op 4 juni 1977 zoals destijds vastgelegd door de Landsat 2. De uitdroging was toen al meer dan tien jaar aan de gang; ze zou nog jaren voortduren, zoals het middelste beeld van de Landsat 5 laat zien. De bijbehorende datum is 17 september 1989.
Het rechter en meest recente beeld is van 27 mei 2006. Het zuidelijk deel van het Aralmeer is opgesplitst in een westelijk en een oostelijk deel. Hydrologen verwachten dat beide delen binnen 15 jaar helemaal zijn verdwenen.
Voor het noordelijk deel zijn zij minder pessimistisch. Daar begon de regering van Kazachstan in 2003 met een omvangrijk, mede door de Wereldbank gefinancierd herstelproject. De oppervlakte van het Aralmeer was toen al afgenomen tot ongeveer 17 000 vierkante kilometer en het meer was gezakt naar de achtste plaats op de lijst van grootste meren. Het water van de Syrdarya mag het noordelijk deel weer binnenstromen en een in 2005 gereed gekomen dam moet voorkomen dat het naar het uitdrogende zuidelijke deel wegvloeit. Sinds die afsluiting is het water minder zout geworden en het waterniveau met twee meter gestegen. Ook begint de vis er terug te keren. Hoewel het meer vermoedelijk zijn oorspronkelijke omvang niet meer bereikt, hoopt men toch op een uiteindelijk herstel van de visserij in dat gebied.

6. Landsat-beelden van het uitdrogende Aralmeer op de grens van Kazachstan en Oezbekistan op van links af
4 juni 1977 (Landsat 2), 17 september 1989 (Landsat 5) en 27 mei 2006 (Landsat 7). Bron: USGS.
Zie ook animatie Aralmeer 2006-2009, met Envisat-beelden van ESA en
animatie Aralmeer 2000-2009 met MODIS-beelden van NASA/GSFC/MODIS Rapid Response Team.

1980	1989	2006

2. IJsselmeer en wijde omgeving op 8 september 1980. De percelen zijn groter dan op recentere beelden. Doordat er al is geoogst, is er minder vegetatie op het land en zijn er minder roodtinten dan op beelden uit september (figuur 1) of mei (figuur 3). Satelliet: Landsat 2. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 23 mei 1989.	3.IJsselmeer en wijde omgeving, 23 mei 1989. Satelliet: Landsat 5. Bron: EOSAT/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 1 juli 2006.	1. IJsselmeer en wijde omgeving in de zomer op 1 juli 2006. De rode tinten duiden op vegetatie; het water is donkerblauw. Kale grond en bebouwing zijn lichtblauw tot grijsgroen. In het Ketelmeer is op de uitsnede hierboven het zogeheten IJsseloog zichtbaar, dat op de andere, oudere beelden nog ontbreek . Satelliet: Landsat 7. Bron: NASA/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 8 september 1980.

1964	1973	1987

Bonusbeeld: IJsselmeer op 21 augustus 1964. Zuidelijk Flevoland is al wel bedijkt, maar nog niet droog. De dijk Enkhuizen-Lelystad is er nog niet. De gebieden in beeld zijn exact dezelfde als in figuur 5. Satelliet: Argon. Bron: USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 23 maart 1973.	Bonusbeeld: IJsselmeer op 23 maart 1973. De percelen van Zuidelijk Flevoland waren destijds veel groter dan tegenwoordig (vergelijk met figuur 1 of met het beeld uit 1987). In het begin van het voorjaar groeit er nog weinig op het land en zijn er dus nog geen rode tinten. De tinten van kale grond variëren namelijk van lichtblauw tot grijsgroen. De dijk Enkhuizen-Lelystad is nog niet af. De gebieden in beeld zijn exact dezelfde als in figuur 4. Satelliet: Landsat 1. Bron: NASA/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 5 juli 1987.	Bonusbeeld: IJsselmeer op 5 juli 1987. Satelliet: Landsat 5. Bron: NASA/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 21 augustus 1964.


4b. Zuidelijk Flevoland op 21 augustus 1964. Het gebied is al wel bedijkt, maar nog niet droog. De dijk Enkhuizen-Lelystad is er nog niet. De gebieden in beeld zijn exact dezelfde als in figuur 5. Satelliet: Argon. Bron: USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 23 maart 1973.	5b. Zuidelijk Flevoland op 23 maart 1973.. De percelen waren er toen veel groter dan tegenwoordig (vergelijk met figuur 1 of met het beeld uit 1987). In het begin van het voorjaar groeit er nog weinig op het land en zijn er dus nog geen rode tinten. De tinten van kale grond variëren namelijk van lichtblauw tot grijsgroen. De dijk Enkhuizen-Lelystad is nog niet af. De gebieden in beeld zijn exact dezelfde als in figuur 4. Satelliet: Landsat 1. Bron: NASA/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 5 juli 1987.	Bonusbeeld: Zuidelijk Flevoland op 5 juli 1987. Satelliet: Landsat 5. Bron: NASA/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 21 augustus 1964.
1964	1973	1987

		2. Flevoland op 8 september 1980. De percelen zijn groter dan op recentere beelden. Doordat er al is geoogst, is er minder vegetatie op het land en zijn er minder roodtinten dan op beelden uit september (figuur 1) of mei (figuur 3). Satelliet: Landsat 2
		3. Flevoland, 23 mei 1989. Satelliet: Landsat 5. Bron: EOSAT/USGS.
		1. (boven en links) IJsselmeer en wijde omgeving in de zomer op 1 juli 2006. De rode tinten duiden op vegetatie; het water is donkerblauw. Kale grond en bebouwing zijn lichtblauw tot grijsgroen. In het Ketelmeer is op de uitsnede hierboven het zogeheten IJsseloog zichtbaar, dat op de andere, oudere beelden nog ontbreek . Satelliet: Landsat 7. Bron: NASA/USGS.


4a. Flevoland en Markermeer op 21 augustus 1964. Zuidelijk Flevoland is al wel bedijkt, maar nog niet droog. De dijk Enkhuizen-Lelystad is er nog niet. De gebieden in beeld zijn exact dezelfde als in figuur 5. Satelliet: Argon. Bron: USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 23 maart 1973.	5a. Flevoland en Markermeer op 23 maart 1973. De percelen van Zuidelijk Flevoland waren destijds veel groter dan tegenwoordig (vergelijk met figuur 1 of met het beeld uit 1987). In het begin van het voorjaar groeit er nog weinig op het land en zijn er dus nog geen rode tinten. De tinten van kale grond variëren namelijk van lichtblauw tot grijsgroen. De dijk Enkhuizen-Lelystad is nog niet af. De gebieden in beeld zijn exact dezelfde als in figuur 4. Satelliet: Landsat 1. Bron: NASA/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 5 juli 1987.	Bonusbeeld: Flevoland en Markermeer op 5 juli 1987. Satelliet: Landsat 5. Bron: NASA/USGS. Zet de muis op de afbeelding voor een vergelijking met 21 augustus 1964.