Open-Source GIS Applications for Flood and Landslide Assessment: Comparative Cases from Poland and Malaysia

Wanneer een rivier buiten haar oevers treedt of een heuvel bezwijkt onder het gewicht van regen, is de directe menselijke reactie vaak een van schok en urgentie. Toch, voordat reddingsteams de meest kwetsbaren kunnen bereiken, of planners kunnen beslissen waar de volgende veilige opvanglocatie moet komen, moet iemand eerst de omvang van de schade begrijpen. Dit is het domein van rampenbeoordeling, een vakgebied dat lang heeft vertrouwd op dure satellietbeelden en gespecialiseerde software die alleen grote regeringen of rijke instellingen konden betalen. Maar de instrumenten van het vak veranderen. Wetenschappers wenden zich steeds vaker tot een ander soort gereedschapskist: gratis, open-source software en satellietgegevens die voor iedereen toegankelijk zijn. Het kernidee is simpel. Door afbeeldingen van de aarde genomen vóór een ramp te vergelijken met die genomen erna, kunnen onderzoekers de veranderingen opsporen die gevaar signaleren. Ze zoeken naar de plotselinge verschijning van water waar dat er voorheen niet was, of het verdwijnen van groene bossen waar een aardverschuiving de grond kaal heeft geslagen. Deze digitale aanwijzingen stellen experts in staat om de omvang van een catastrofe snel in kaart te brengen, zonder dat mensen onmiddellijk in gevaar gebracht hoeven te worden.

Een recente studie door onderzoekers uit Polen en Maleisië legt deze aanpak op de proef in twee zeer verschillende uithoeken van de wereld. Het team wilde zien of deze gratis, open tools de rommelige realiteit van echte rampen aankunnen. Ze kozen twee onderscheidende gebeurtenissen: een enorme overstroming die de stad Wrocław in Polen trof in september 2024, en een verwoestende aardverschuiving in de tropische heuvels van Batang Kali, Maleisië, die plaatsvond in december 2022. Deze twee plaatsen zouden niet veel verschillender kunnen zijn. Wrocław ligt in een vlak rivierdal, waar het gevaar komt van water dat zich over de grond verspreidt. Batang Kali is een steile, beboste helling in een vochtig klimaat, waar het gevaar komt van de aarde zelf die de heuvel af glijdt. Ondanks deze verschillen pasten de onderzoekers dezelfde basismethode toe op beide locaties. Ze gebruikten gratis satellietbeelden van het Europese Copernicus-programma en verwerkten deze met de gratis software genaamd QGIS. Hun doel was niet om de gedetailleerde technische studies te vervangen die later komen, maar om te zien of ze direct een duidelijke, betrouwbare kaart van de schade konden maken.

Voor de overstroming in Wrocław richtten de onderzoekers zich op het vinden van water. Ze namen satellietbeelden van de stad vóór de overstroming en vergeleken deze met beelden die werden genomen terwijl het water nog hoog stond. Door de kleuren te analyseren die door de grond werden gereflecteerd, konden ze onderscheid maken tussen droge grond en natte oppervlakken. Water reflecteert licht anders dan bodem of beton, een verschil dat de software kan uitlichten. De onderzoekers maakten een kaart die liet zien precies waar het water zich had verspreid, waarbij ze niet alleen de rivier zelf identificeerden, maar ook de laaggelegen straten en wijken die onder water waren gelopen. Ze legden vervolgens deze waterkaart over een digitale kaart van de gebouwen in de stad. Dit stelde hen in staat om precies aan te wijzen welke structuren zich rechtstreeks in de overstromingszone bevonden. In de stad Wrocław identificeerden ze meer dan 1.300 gebouwen die potentieel in gevaar waren. De kaart toonde aan dat de meest kwetsbare gebieden diegenen waren die het dichtst bij de rivier lagen en in de laagste delen van het dal. Dit proces vereiste geen enkele dollar aan softwarekosten, en toch produceerde het een helder beeld van wie er in gevaar was.

De uitdaging in Maleisië was geheel anders. In Batang Kali was de ramp niet een verspreidend vel water, maar een gewelddadige glijding van aarde en bomen. Hier konden de onderzoekers niet simpelweg zoeken naar water. In plaats daarvan zochten ze naar de afwezigheid van groen. Gezonde bossen reflecteren een specifiek type licht dat wijst op dichte, levende vegetatie. Wanneer een aardverschuiving door een heuvel snijdt, stript het de bomen weg en legt het de kale bodem eronder bloot. Deze verandering is zichtbaar in satellietbeelden als een plotselinge daling in de "groenheid" van het landschap. Het team vergeleken beelden van vóór de aardverschuiving met beelden die maanden later waren genomen. Ze vonden een duidelijke litteken op de heuvel waar de vegetatie was verdwenwen. Door het verschil in het groene signaal te meten, konden ze het pad van de aardverschuiving traceren van de bovenkant van de helling tot aan de camping onderaan. Ze schatten het gebied van de verstoring op ongeveer 1,24 vierkante kilometer. Deze kaart toonde niet alleen aan waar de verschuiving begon, maar ook waar het puin naartoe reisde en waar het uiteindelijk tot rust kwam, waarbij delen van de Father's Organic Farm campground werden begraven.

De studie bevestigde dat deze open-source methoden goed werken voor beide soorten rampen, maar benadrukte ook belangrijke beperkingen. De aanpak is krachtig omdat het snel, goedkoop en herhaalbaar is. Iedereen met een computer en een internetverbinding kan dezelfde analyse uitvoeren. Dit maakt het een onschatbare tool voor universiteiten, lokale overheden en noodplanners die snel een situatie willen begrijpen. De onderzoekers merkten echter voorzichtig op dat deze kaarten niet perfect zijn. In het tropische klimaat van Maleisië verbergen wolken vaak de grond, en het bos groeit zo snel terug dat het litteken van de aardverschuiving binnen enkele maanden uit het satellietzicht kan vervagen. In de stad Wrocław kunnen schaduwen van hoge gebouwen en de complexe mix van daken en straten de computer soms in verwarring brengen, waardoor het moeilijk is om precies te bepalen waar het water eindigt en het land begint. De geproduceerde kaarten zijn het best te zien als een eerste blik, een voorlopige beoordeling die functionarissen vertelt waar zij hun aandacht op moeten richten. Ze zijn geen vervanging voor de gedetailleerde, technische inspecties ter plaatse die bepalen hoe diep het water precies is of hoe stabiel een helling mogelijk is.

Uiteindelijk demonstreert het werk dat het begrijpen van natuurrampen niet langer een monopolie vereist op dure technologie. Door gratis satellietgegevens te combineren met open software, waren onderzoekers in Polen en Maleisië in staat om heldere, bruikbare kaarten van twee zeer verschillende catastrofes te maken. De overstroming in Wrocław en de aardverschuiving in Batang Kali werden geanalyseerd met dezelfde digitale logica, wat bewijst dat de methode flexibel genoeg is om zich aan te passen aan verschillende omgevingen. De resultaten bieden een praktische manier om rampenrisicovermindering te ondersteunen, door te helpen bij het identificeren van kwetsbare gebouwen en gevaarlijke hellingen voordat de volgende crisis toeslaat. Hoewel deze tools de toekomst niet kunnen voorspellen of de noodzaak voor fysieke inspecties kunnen vervangen, bieden ze een transparante en toegankelijke manier om de schade te zien terwijl deze plaatsvindt, waardoor ruwe gegevens worden omgezet in een gids voor het redden van levens en het plannen van een veiligere toekomst.