Ribbels in de vlakte komen op de kaart

Juist in het platte Nederland is het van belang kleine hoogteverschillen te kennen. Centimeters kunnen het verschil uitmaken tussen overstroming of niet....

MARC VAN DEN BROEK

ELKE vierkante meter Nederland wordt de komende drie jaar vanuit een vliegtuig betast met een laserstraal. Van de dijken, sloten, polders en daken wordt tot op minimaal vijftien centimeter nauwkeurig vastgesteld hoe hoog of hoe laag ze liggen. Zo willen Rijkswaterstaat en de Unie van Waterschappen een gedetailleerde hoogtekaart opstellen van het land.

Komende maand wordt de opdracht gegeven om met de vliegexpeditie boven een deel van Nederland te beginnen, verwacht ir. A. Bollweg van de Meetkundige Dienst Rijkswaterstaat in Delft. Het kost 28 miljoen gulden om een nauwkeurige hoogtekaart van het vlakke Nederland te maken. Geld dat voornamelijk nodig is voor de vlieguren. Rijkswaterstaat, waterschappen en provincies zullen met de gegevens aan de slag gaan.

De meting zelf lijkt kinderlijk eenvoudig. In het vliegtuig, dat op enige honderden meters overvliegt, hangt een laserkanon. Dat zendt een straal naar beneden en andere apparatuur registreert hoe lang het duurt tot de echo van de straal is teruggekeerd. De tijd die de flits aflegt, is een maat voor de afstand tussen de grond en het vliegtuig.

Veel afstandsbepalingen gaan volgens dit principe. Een schip meet de diepte van het water met sonar, een vliegtuig bepaalt de afstand tot een doel met radar. Er wordt een signaal (meestal een radiosignaal) verzonden en gemeten hoe lang het duurt tot het is teruggekomen.

Maar de methode is nog niet toegepast om het reliëf van een groot gebied gedetailleerd in kaart te brengen. 'Nederland is het eerste land ter wereld dat de laser gebruikt om van een groot gebied de hoogte nauwkeurig te karteren', zegt Bollweg.

De nauwkeurigheid is voor een vlak land als Nederland belangrijk. Voor het beheer van het water, de kust, de dijken en het bepalen van geluidshinder zijn verschillen van decimeters doorslaggevend. Bij het voorspellen van een overstroming kan tien centimeter verschil betekenen of een gebied droog blijft of onderloopt.

Waterschappen gebruiken de cijfers om water af te voeren. Kleine verschillen zijn van belang om te weten of het water vanzelf wegstroomt of dat een pomp moet worden gebruikt. Ook voor het inschatten van verdroging is de exacte hoogte nodig. Om te kunnen bepalen wat het effect is van een daling van het grondwater met een paar decimeter, moet de ligging van akker, weiland of natuurgebied precies bekend zijn.

In bergachtige gebieden doen die kleine verschillen er niet zoveel toe. Daar gaat het om meters hoogteverschil en die zijn met goedkopere methodes te bepalen. Daarom is de hoogtekartering in vlakke landen vaak verder ontwikkeld dan in bergachtige landen en is het niet vreemd dat de laseraltimetrie, zoals de techniek in vakkringen heet, in Nederland als eerste op grote schaal wordt uitgevoerd.

Er wordt al nauwkeurig gemeten in Nederland. Oude hoogtekaarten zijn gemaakt met behulp van stereoscopische luchtfoto's, waarmee experts vanachter het bureau het reliëf van het landschap op de foto kunnen afleiden.

Anders kunnen landmeters met waterpasinstrument en baak het veld in om de hoogte van een punt ten opzichte van NAP te meten. 'Allemaal erg tijdrovend', noemt Bollweg als belangrijk bezwaar. Deze waterpassing verdwijnt overigens niet. Als precieze cijfers nodig zijn in een klein gebied, dan is het ouderwetse handwerk goedkoper en sneller dan het te hulp roepen van het vliegtuig.

Meten vanuit een vliegtuig gaat sneller, waardoor goedkope hoogtekartering van een groot gebied met een hoge mate van nauwkeurigheid mogelijk is. Een probleem is het vliegtuig, of liever: de positie ervan. Een nauwkeurige meting lukt alleen als het punt van waaruit wordt gemeten, precies bekend is. En in een vliegtuig is die positie niet zo simpel te bepalen. Het toestel schudt, hangt soms scheef, raakt uit de koers en vliegt nooit constant op één hoogte.

Aan boord van het vliegtuig bevindt zich een zogenoemde precisie-gps ontvanger, die met behulp van satellieten op één decimeter nauwkeurig de plaats van het vliegtuig bepaalt. Global positioning system (gps) is al tien jaar oud, maar de laatste jaren wordt het systeem meer en meer verfijnd.

Een precieze plaatsbepaling is niet voldoende. Het vliegtuig kan scheef hangen waardoor de laserstraal onder een iets andere hoek het aardoppervlak bereikt en de echo er langer over doet om terug te komen. Sinds kort kan de apparatuur die standafwijkingen registreert, worden gecombineerd met de plaatsbepaling van satellieten.

Als precieze hoogte en scheefte bekend zijn, kan de laser zijn onzichtbare lichtflitsen naar beneden sturen in het hoge tempo van twee- tot tienduizend per seconde. Het vliegtuig komt over met een snelheid van 70 meter per seconde (250 kilometer per uur) en tast telkens een strook grond van 250 tot 600 lang meter af alvorens om te keren om de volgende strook in kaart te brengen. De laser pendelt over de breedte van de strook heen en weer; de breedte hangt af van de hoogte waarop het vliegtuig vliegt. Er zijn vijf firma's in de race voor de opdracht die elk een ander vliegprotocol hebben.

De interpretatie van de cijfers geeft verdere complicaties. Als het vliegtuig over een net geploegde akker vliegt, wordt de laserstraal teruggekaatst door de grond, het niveau dat je wilt hebben. Maar als er bomen (of een fors gewas) staan, is dat anders. Dan wordt een deel van de laserflits weerkaatst door de boomtop, een deel door de stammen en een klein deel door de grond. Het dak van een huis weerkaatst alles. Zelfs een flinke vogel kan een meting verstoren.

Met al deze complicaties is rekening gehouden. Bij hoge vegetatie wordt de echo die van het diepste punt komt, als waarde genomen. Bovendien wordt er alleen in de winter gemeten als de meeste bomen geen bladerdak hebben en veel akkers braak liggen. Huizen op het platteland worden uit het bestand gehaald. Binnen de bebouwde kom laten de onderzoekers het zo. Een sterk afwijkendemeting, veroorzaakt door een vogel, wordt weggefilterd.

Maar dan nog zijn de onderzoekers niet klaar. De hoogte in Nederland is afgeleid van het Normaal Amsterdams Peil. Een bout onder het paleis op de Dam is het nulpunt van Nederland. Dat punt, afgeleid van het zeeniveau, is in vroeger tijden met waterpassen verspreid over Nederland.

Het vliegtuig meet volgens het gps-systeem dat zich niks aantrekt van het NAP. Het nulniveau van gps in Nederland ligt op ongeveer 43 meter NAP. Dus van de cijfers uit het vliegtuig moet een getal worden afgetrokken om op NAP uit te komen. Dit is ook niet eenvoudig, want de correctiefactor is op elk plaats in Nederland ietsje anders.

Maar als de computers de rekensommen en correcties hebben uitgevoerd, blijft een fraai beeld over. Er valt bijvoorbeeld te zien of een snelweg op een dijkje ligt of verdiept is aangelegd. Bij elke meting worden de gemeten hoogte en de mogelijke afwijking van de werkelijkheid vermeld. De makers garanderen dat er van elke 16 vierkante meter een meting is gedaan. Dat zijn 625 metingen per hectare. Het oude hoogtebestand ging uit van één meting per hectare.

In simpele gebieden, met een vlakke topografie, mag de afwijking van een meting maximaal vijftien centimeter zijn ten opzichte van de werkelijkheid zoals die eerder met de preciezere, maar tijdrovende methodes is vastgesteld. De gemiddelde afwijking in een groot gebied mag vijf centimeter bedragen. Als de fout groter is, keurt Rijkswaterstaat het resultaat af.

In bosgebieden wordt het iets onnauwkeuriger. Daar is de afwijking van een meting hooguit twintig centimeter, gemiddeld over een groot gebied mag de fout tien centimeter zijn. Ook zal het aantal geschikte waarnemingen iets minder zijn en moeten de gebruikers het doen met één meting per 36 vierkante meter (275 per hectare). Maar ook dat is nog zeer nauwkeurig.

Marc van den Broek

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden