Amsterdamse startup maakt satellietdata eindelijk werkbaar

Een in Amsterdam gevestigde start-up pakt een belangrijk knelpunt in aardobservatie aan: de enorme inspanning die nodig is om satellietbeelden om te zetten in bruikbare inzichten. De onlangs gelanceerde Ellipsis Map Engine van Ellipsis Drive zou de economische aspecten van het werken met satellietgegevens fundamenteel kunnen veranderen.

Van het monitoren van overstromingen tot het volgen van ontbossing: aardobservatiesatellieten genereren meer data dan ooit. Het verwerken van die data is echter een enorme uitdaging. Volgens Rosalie van der Maas, medeoprichter en directeur van de startup, gaat momenteel ongeveer 80% van de tijd in aardobservatieprojecten verloren aan alleen al de verwerking van data.

Het probleem dat het oplost

Satellietbeelden zijn wat ingenieurs “rastergegevens” noemen: rasters van pixels, waarbij elke pixel informatie bevat over een precieze locatie op aarde, of het nu gaat om hoogte, temperatuur, vegetatiebedekking of de omvang van overstromingen. In tegenstelling tot tabelgegevens zijn rastergegevens matrixachtig en kunnen ze niet zonder grote nadelen in een conventionele database worden beheerd — het samenvatten ervan gaat ten koste van de ruimtelijke integriteit en vernietigt belangrijke geografische relaties. Als gevolg daarvan hebben analisten jarenlang omslachtige handmatige workarounds moeten bouwen om hun gegevens überhaupt in een vorm te krijgen waarin ze geanalyseerd kunnen worden.

Tot nu toe vereiste het werken met dit soort gegevens dat ze werden geconverteerd naar een formaat dat standaardverwerkingssoftware aankon, dat de analyse werd uitgevoerd en dat de gegevens vervolgens weer werden teruggezet in ruimtelijke vorm — een trage en arbeidsintensieve cyclus.

Hoe de engine werkt

Ellipsis Map Engine werkt “native met kaarten”: er gaat een afbeelding in en er komt een afbeelding uit, waarbij alle tussentijdse conversiestappen automatisch achter de schermen worden afgehandeld. Het platform is opgebouwd rond wat het bedrijf een Spatial MapReduce-aanpak noemt: wanneer gegevens in het systeem worden geladen, host elk knooppunt in een rekencluster automatisch een geografisch deel van de dataset — een proces dat bekendstaat als ruimtelijke sharding. Wanneer een Python-commando wordt uitgevoerd, verwerkt elk knooppunt alleen het geografische deel dat het bevat, waardoor de analyse zowel snel als ruimtelijk coherent verloopt.

Het praktische effect is aanzienlijk. Denk bijvoorbeeld aan een taak als het identificeren van elk stuk boomkruin dat schaduw biedt in heel Nederland. De hoeveelheid beeldmateriaal is te groot voor één enkele computer, maar het verdelen van beelden over meerdere machines leidt tot een grensprobleem: contextuele informatie aan de randen van elke tegel gaat verloren. Ellipsis Map Engine lost dit op door ervoor te zorgen dat elk rekenknooppunt voldoende overlap heeft met zijn buren, zodat er geen ruimtelijke context verloren gaat. Het hele proces verloopt automatisch; de gebruiker hoeft alleen Python te kennen.

De engine kan ook een aanvulling vormen op bestaande platforms zoals Databricks, Snowflake en BigQuery, door rasterverwerkingsmogelijkheden toe te voegen aan data-architecturen die voorheen beperkt waren tot tabelgegevens.

Waarom dit belangrijk is

De gevolgen reiken veel verder dan louter technisch gemak. Tot de doelgroep behoren verzekeringsmaatschappijen die risicomodellen voor natuurrampen ontwikkelen, civiel ingenieurs die milieurisico’s in de gaten houden, en aardobservatiebedrijven die datadiensten opzetten voor overheden en nutsbedrijven. Voor al deze sectoren vertaalt snellere en goedkopere ruimtelijke analyse zich direct in betere beslissingen — en, in het geval van rampenbestrijding, mogelijk in geredde levens.

Tijdens de bètafase gebruikte het Europees Ruimteagentschap de engine om de levering van aardobservatiegegevens aan hulpdiensten bij natuurrampen te versnellen. Andere vroege testers waren onder meer HERE Technologies, Rabobank en ingenieursbureau NEO.

Gesteund door ESA

De engine is ontwikkeld met steun van het Nederlands Ruimteagentschap in het kader van het InCubed-programma van ESA, dat commercieel veelbelovende producten ondersteunt die zijn gebaseerd op aardobservatiegegevens. Dankzij de financiering kon het vijftienkoppige bedrijf, waarvan tien medewerkers in Nederland zijn gevestigd, veel sneller ontwikkelen dan anders mogelijk zou zijn geweest.

Van der Maas is duidelijk over de positie van Ellipsis Drive in het bredere landschap: niet als ruimtevaartbedrijf, maar als infrastructuur voor degenen die dat wel zijn. De Map Engine is nu openbaar beschikbaar voor iedereen die ermee wil experimenteren — een bescheiden lancering voor een tool met werkelijk buitengewoon groot potentieel.