Op 2 juli organiseerde DigiShape een werksessie van de NL AIC werkgroep Water en Klimaat om te verkennen hoe AI kan helpen bij watervraagstukken. Eén van de besproken concepten was VARAA, dat AI en satellietdata wil inzetten om nauwkeurige, actuele en bruikbare informatie voor waterbeheer te maken. We spraken met Joost Heijkers, hydroloog bij Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden en bedenker van het VARAA concept.
Wat houdt VARAA in en hoe is het idee ontstaan?
“VARAA staat voor: Visualisation, Acceleration, Representativeness, Accuracy, Actuality. Het concept ontstond uit een behoefte om de combinatie van AI en satellietdata praktisch toepasbaar te maken voor waterbeheerders door het genereren van nuttige hydroinformatie die voldoet aan de VARAA-criteria: Visueel aantrekkelijk, Snel Aangemaakt & Geleverd, Representatief, Accuraat en Actueel. Hoewel AI en satellietdata veel potentie hebben om ons hydrologische systeeminzicht te verbeteren, blijven de daadwerkelijke gecombineerde toepassing en het gebruik achter. De uitdaging die we aangaan is om AI en satellietdata te combineren tot nuttige hydroinformatie die het handelingsperspectief van waterbeheerders vergroot.”
Hoe kan VARAA vooruitgang brengen?
“Innovaties stranden vaak in de proof-of-concept fase en bereiken dan de werkvloer niet. VARAA wil die kloof overbruggen door AI en satellietdata om te zetten in direct bruikbare informatie voor waterbeheerders. Hoewel er veel satellietdata beschikbaar is, wordt deze nog onvoldoende benut in de watersector. VARAA maakt deze data sneller beschikbaar, nauwkeuriger en representatiever voor de gebieden waar beslissingen moeten worden genomen.
AI kan zowel op de aarde als in de ruimte worden ingezet; om uit ruwe data informatie te creëren. Bijvoorbeeld, een bedrijf als Cosine heeft hun AI-algoritmes ingebouwd in satcubes: mini-satellieten die met tientallen tegelijkertijd de ruimte in worden geschoten. Deze satcubes vormen een welkome aanvulling op de ‘klassieke’ satellieten. Door slimme combinaties kunnen we informatie leveren over hele gebieden, zoals heel Nederland, maar ook een specifieke stad of natuurgebied. Dit zorgt voor snellere en beter onderbouwde beslissingen.”
Hoe zie je de rol van AI en satellieten in de toekomst van waterbeheer?
“Ik denk dat AI en satellietdata binnen tien jaar de wereld van de traditionele hydrologische monitoring in sterke mate gaat verrijken en wellicht op langere termijn deels gaat overnemen, dit laatste met name vanuit doelmatigheidsdoelstellingen. Het probleem met de huidige satellietdata is dat deze vaak niet direct bruikbaar is voor de Nederlandse situatie. Dit kunnen we oplossen door VARAA, die data met AI neerschaalt naar een bruikbare ruimte-tijdschaal voor gebruik.”
Wat is jouw droomscenario?
“Ik ben sinds 2015 actief binnen het STOWA Programma SAT-WATER dat als doel heeft het gebruik van satellietdata en afgeleide informatie te bevorderen bij de Nederlandse waterbeheerders. Samen met Hans van Leeuwen (STOWA Programmanager), Het Waterschaphuis en andere waterschappers proberen we om dit programma door te vertalen naar operationele informatie voor de werkvloer. Dit heeft geleid tot projecten zoals SATDATA voor verdampingsdata, LIBV voor bodemvochtdata en NL Veranderdetectie voor veranderingen rond watersystemen en waterkeringen. Ons volgende doel is satelliet gebaseerde schattingen van bodemdaling en waterkwaliteit mogelijk te maken.
Met ons tienjarig bestaan in zicht willen we een nieuwe visie ontwikkelen: de integratie van satellieten, AI én ‘klassieke’ hydrologische modellen via het Nederlands Hydrologisch Instrumentarium (NHI). Deze combinatie kan de waterwereld versnellen door meer en betere hydroinformatie conform de VARAA-criteria.
Stel je voor dat we bijvoorbeeld de toekomstige grondwatertoestand in een gebied als de Utrechtse Heuvelrug in beeld kunnen brengen voor het komende jaar (met seizoensverwachtingen van het weer). Dit zou waterbeheerders kunnen helpen om al veel eerder goed geïnformeerde beslissingen te nemen en watermanagementstrategieën aan te passen om droogte of overlast te voorkomen. Dit is éé van de toepassingen die we met VARAA willen faciliteren, al is er nog veel werk te doen om dit te realiseren.”
Wat zijn volgens jou de volgende stappen om VARAA verder te brengen?
“De eerste stap is om concrete usecases te ontwikkelen die laten zien dat AI en satellietdata gecombineerd nauwkeurige hydroinformatie kan opleveren. Misschien kunnen we pilots draaien met het IJsselmeer, de Utrechtse Heuvelrug of Dijkring 15 als proefgebieden. Hierbij is het belangrijk dat we eindgebruikers (waterbeheerders), van begin af aan betrekken. Als zij niet overtuigd zijn van de informatiewaarde zal het nooit van de grond komen.
Daarom is communicatie ook zo belangrijk; we moeten zorgen dat we niet alleen technisch goede resultaten boeken, maar ook dat die resultaten de beleidsmakers en bestuurders bereiken die de middelen hebben om dit soort innovaties op grote schaal te implementeren.”
Hoewel VARAA nog in een conceptuele fase verkeert, heeft het de potentie om een belangrijke rol te spelen in de toekomst van het waterbeheer. De komende maanden zal de werkgroep Water en Klimaat van de Nederlandse AI Coalitie onderzoeken, in samenspraak met het SAT-WATER consortium, hoe dit idee verder kan worden uitgewerkt en geïmplementeerd.
