Module 1 1 Intro Geodata Wageningen University Research

Module 1. 1 Intro Geodata Wageningen University & Research, 2018

Leerdoelen en voorkennis • Benodigde voorkennis: • Je weet wat het lichtspectrum is en hoe gewassensoren lichtreflectie omzetten naar een vegetatie-index. • Je weet welke sensoren er in de praktijk gebruikt worden en hoe deze werken. • Je weet wat GNSS is en hoe plaatsbepaling tot stand komt. • Leerdoelen: • Je leert welke types geodata je kan tegenkomen bij het gebruik van precisielandbouw. • Je weet met welke aspecten je rekening moet houden als je data wilt inlezen en analyseren in GIS-software en kan daarmee begrijpen hoe je problemen oplost.

Inhoud • Wat is geodata? • • • Begrippen Plaatsbepaling Coördinatenstelsels en notering Omzetten van stelsels (HBO) Nauwkeurigheid Types geodata • Precisielandbouw en geodata • Software voor analyse • Analysemethodes

Wat is geodata? GIS: Geografische Informatie Systemen • Geografisch: locatie gebonden. • Precisielandbouw gaat om detecteren van ruimtelijke variatie (spatial) tussen percelen of binnen percelen en daarop reageren. • Management van data gekoppeld aan gps-locatie • Geo-informatie – – Bodem (structuur, textuur, nutriënten, hoogte) Risico’s (plassen, droogte, uitspoeling, afspoeling, etc. ) Gewasmonitoring (biomassa, N-opname, opbrengsten) Onkruid, plagen en (bodem)ziekten

Plaatsbepaling • Plaatsbepaling is het vastleggen van de plaats op aarde waar je (of een machine of sensor) zich bevind en de wijze waarop deze plaats wordt aangeduid.

Begrippen plaatsbepaling • Coördinaten stelsel • • Rijksdriehoekstelsel (x en y) WGS 84 (Longitude en Latitude) ETRS 89 (Breedtegraad en Lengtegraad) UTM (Longitude en Latitude) • Notaties • Graden minuten en seconden Amsterdam ligt op 52° 22' 30" N en 4° 54' 30" E. • Decimale graden Amsterdam ligt op 52. 375°N en 4. 9083°E • Metric (meters of kilometers)

Coördinatenstelsel en projecties

Coördinatenstelsels (HBO) • Geografische coördinatenstelsels: plaatsbepaling gebaseerd op sferische werkelijke wereld coördinaten (wereldbol) • In decimale graden longitude (x- coördinaten) en latitude (ycoördinaten). Bijvoorbeeld Wageningen: In decimale graden: N 51. 986466°, E 5. 662869° In graden, minuten en seconden: N 51° 59‘ 11. 6'', E 5° 39’ 52. 0'' • DD = d + (min/60) + (sec/3600) • WGS 84, ETRS 89 en UTM • Projected coördinatenstelsels: plaatsbepaling op basis van een 2 D vlakke oppervlakte (papieren kaart). Net als een grafiek met x- en y -as en een nulpunt. • Rijksdriehoekstelsel • Vaak eenheid in km, m, miles, yards, etc. • Transformatie: omzetten van het coördinatenstelsel, zodat alle datasets in dezelfde coördinatenstelsel komen te staan.

Geografisch coördinatenstelsel (HBO) http: //www. isobudgets. com/how-to-calculate-local-gravity/

GPS Nauwkeurigheid RTK Fixed < 2 cm Omni. STAR HP < 10 cm DGPS 20 -100 cm Egnos 100 – 300 cm ‘Ruw signaal’ 500 – 1500 cm

Types Geodata • Vector • Punt (gewassensoren, bodemsensors, opbrengstmetingen) • Lijn (AB-lijnen) • Vlak (perceelsgrenzen, zones, etc. ) https: //docs. qgis. org

Vectordata Punt Lijn Vlak Point Polyline Polygon Veris bodemscan ruwe data AB-lijnen Veris kalkadvies Shape (. shp, . shx &. dbf) Excel (. csv) Note (. txt) Shape (. shp, . shx &. dbf)

Types Geodata (2) • Rasters zijn foto’s met pixels, waarbij elke pixel de locatie bekend is. • Satellietbeelden en dronebeelden zijn rasters. • Geïnterpoleerde kaarten (zonekaarten) zijn ook rasters • Elke pixel/cell heeft een: • coördinaat (hoek linksonder van pixel) • waarde (reflectiepercentage, vegetatie-index, etc. ) • Bestandsformaat geo. TIFF (. tiff) https: //docs. qgis. org

Raster Dronebeeld ingezoomd

Raster (HBO) • Rasterbanden: een rasterbestand bevat meerdere ‘kaartlagen’. Dit betekent dat elke pixel meerdere waarden bevat. Elke waarde staat voor een reflectiepercentage in een specifieke bandbreedte van het licht of een vegetatie-index. • Een dronebeeld is opgenomen met een RGB, Multispectraal of Hyperspectraal camera. • RGB = rood, groen, blauw. Het rasterbestand bevat 3 banden. • Multispectraal = rood, groen, (blauw), red edge, near infrared. Het rasterbestand bevat 4 -5 banden. • Hyperspectraal = (dis)continu meting 400 -1200 nm. Het rasterbestand bevat >20 banden.

Precisielandbouw en geodata • • • Bodemscans Penetrometer Biomassa beelden uit satellieten of drones Biomassa beelden uit gewassensoren Opbrengstmetingen Handige websites met open data

Veris-MSP 3 Originele meting: • IR/R • EC 0 -30 cm • EC 0 -90 cm • p. H • (hoogte) Kalibratie op basis van 4 -5 referentiemonsters

Veris-MSP 3 • Wat krijgt de klant? • Shapefiles met gekalibreerde puntwaarnemingen voor: • p. H (zuurgraad) • ECOM (EC 0 -30, EC 0 -90, Organische) • Alt (hoogte) • Geobas. shp: op basis van zones locaties voor plaatsen bodemvochtsensoren. • Efa. csv: locaties van de bodemmonsters • Op aanvraag ook shapefiles voor lutum en CEC. • WGS 84

Veris-MSP 3 Bestandsnaam Getoonde variabele Resolutie Type vector Bestandsformaat p. H ECOM Zuurgraad Organische stof Elke 20 m x 15 m Elke 3 m x 15 m Punt . shx, . shp, . dbf

EM 38 -MK 2 Originele meting: Elektrische geleidbaarheid op • (0. 25) cm • 0. 50 cm • (0. 75) cm • 1. 0 m • 1. 5 m • 3. 0 m

EM 38 -MK 2

EM 38 -MK 2 • De klant krijgt: • De kaarten als afbeelding (IMG_EC. . . m. tif) • Csv bestand met puntmetingen (geïnterpoleerd) • Shapefiles met vlakken van de klasseindelingen. • Shapefile met lijnen van een ‘stromingskaart’. • WGS 84 • Rapport

Penetrometer • Meet verdichting in de ondergrond. • Handmeting • Puntmeting

Penetrometer. csv bestand met puntmetingen: • • • Metadata in de eerste 12 regels Gps locatie (graden, minuten) in het stelsel WGS 84. Handmatig omzetten naar decimale graden Per cm diepte (van 0 tot 80 cm) de weerstand in N (0 -1000 N) of MPa (0 -10. 0 MPa). bij een cone van 1 cm 2 >300 N of >3. 0 MPa te verdicht voor beworteling.

Biomassabeelden Satellieten of drones Per pixel: • Ruwe data is reflectiewaarde • Meerdere banden • Bijv. _refl_dsm (rood, groen, rededge, NIR, dsm) • Vegetatie index (NDVI, WDVI) • 1 band • = berekening uit reflectiewaarden • Bijv. _index_wdvi • WGS 84 / UTM zone 31 N • WGS 84 / UTM zone 32 N

Biomassabeelden Gewassensoren • Yara-N-sensor. logfile, • Topcon, Opt. Rx, Greenseeker, Fritzmeijer. csv file • Puntdata • WGS 84 • Bevat kolommen met Latitude en Longitude, een of meerdere vegetatie-indexen en soms ruwe reflectiewaarden.

Opbrengstmetingen • • Puntmetingen WGS 84 Vaak machinespecifiek opgeslagen: Met software fabrikant of Farmworks inlezen. Overig. csv of als shapefile. Kolommen met latitude, longitude (coördinaten) Kolommen met Yield, Droge stof, vocht, Doorstroming, etc. Opbrengst. • Kolommen met machine-instellingen.

Open data • • • Vaak in Rijksdriehoekstelsel https: //www. satellietdataportaal. nl/ : satellietbeelden https: //ahn. arcgisonline. nl/ahnviewer/ : hoogtekaarten https: //www. pdok. nl/viewer/ : open data overheid https: //boerenbunder. nl/ : snel info perceel inzien https: //www. dinoloket. nl/ : data over bodem en water https: //www. topotijdreis. nl/ : historische kaarten. . . Soms ook via een WMS url in te laden in QGIS.

Software voor analyse • QGIS (open source): allerlei GIS-bewerkingen • Trimble Farmworks (betaald): machinespecifieke data inladen, exporteren en taakkaarten maken • Ag. Leader SMS (betaald): soortgelijk aan Farmworks • R (open source): (geo)statistische analyses + bewerkingen • Arc. GIS (betaald): allerlei GIS-bewerkingen • Akkerweb: toepassen apps voor taakkaarten

Analyse – voorbereiding (HBO) • Raster Vector

Analyse – methoden (HBO) • • • Visueel Boxplot Histogram Regressie-analyse Local Pearson correlation Pairwise correlation

Analyse – voorbereiding (HBO) • Raster Vector • Methode 2 nog uit te werken

Tips bij geo-data: • • • Datasets in dezelfde coördinatenstelsel! Transform / reproject data indien nodig. Bijv. Naar rijksdriehoekstelsel. Stel projectomgeving in QGIS/Arc. GIS in op dezelfde coördinatenstelsel. Voor juiste visualizatie en afstanden meten. Opsomming coördinatenstelsels: • EPSG 4326: WGS 84 (Geografisch) • EPSG 32631: WGS 84 / UTM zone 31 N (Projected) • EPSG 32632: WGS 84 / UTM zone 32 N (Projected) • EPSG 28992: Rijksdriehoekstel (Projected)

Dank voor uw aandacht! Akkerweb thomas. been@wur. nl Tel. (+31) 317 480644 www. akkerweb. eu Precisielandbouw johan. booij@wur. nl Tel. (+31) 320 291218 www. precisielandbouw. eu