Monika Kuffer ziet op satellietbeelden wat de mens ’s nachts laat zien

Huizen, een universiteitsgebouw, wegen, een vliegveld. Op satellietbeelden die overdag genomen zijn, kon sociaal geograaf Monika Kuffer miljoenenstad Nyala – de hoofdstad van de staat Zuid-Darfur in het zuidwesten van Soedan – nog steeds goed onderscheiden van de vlakke woestijn die zich rondom de stad uitstrekt. Maar op nachtelijke satellietbeelden was diezelfde stad – waar ooit ruim een miljoen mensen woonden, feestten, aten, werkten – slechts een pikzwarte vlek. Alle lichten waren uit. De mensen hebben hun thuis achtergelaten wegens de oorlog die al ruim een jaar in Soedan woedt.

Hoe kunnen satellieten vanuit de ruimte iets onthullen over het gedrag van mensen op de grond, zoals migratie? Het is een vraag waar Kuffer, hoogleraar aan de Universiteit Twente, al decennia mee bezig is. In een kleine kamer op de campus vertelt ze over haar onderzoek.

Toen Kuffer eind vorige eeuw als jonge student sociale geografie in München een bijvak volgde over satellieten, remote sensing, voelde ze zich ongemakkelijk. „Mijn medestudenten bij dit vak waren fysische geografen. Zij gebruikten satellieten om bossen, de lucht, bergen en vulkanen te onderzoeken. Het was destijds heel gek om satellieten te gebruiken om menselijk gedrag te onderzoeken.”

Toch: haar interesse in ruimtevaart bleef, als kind wilde ze astronaut worden. Kuffer ging voor haar stage op zoek naar andere sociaal geografen die satellieten gebruikten en kwam uit bij het Internationaal instituut voor luchtkartering en aardkunde (ITC) in Enschede. Hier werden satellieten gebruikt om de ontwikkeling van Afrikaanse steden te onderzoeken. Lachend: „De resolutie van de beelden was destijds bizar laag.” Ze werkten met beelden van de Amerikaanse Landsat TM, die gebieden van dertig bij dertig meter kon onderscheiden. Commerciële satellieten hebben vandaag de dag een resolutie van enkele tientallen centimeters. Voor de nieuwste Landsat-satellieten is dat nog steeds vijftien tot dertig meter. „En we analyseerden beelden die studenten zelf hadden genomen vanuit vliegtuigen.” Na haar stage volgde ze een master in satellietonderzoek aan het Londense Birkbeck College. Daarna kwam ze naar Twente voor haar onderzoek naar verstedelijking, en sinds kort naar migratie in Soedan.

In april 2023 brak strijd uit in de Soedanese hoofdstad Khartoem, de hoofdstad van Soedan. Ook het licht ging er uit.

Satellieten in een baan om de aarde zijn soms de enige informatiebron voor gebieden waar het gevaarlijk is om op de grond verslag te doen. De plotselinge afwezigheid van verlichting in Soedan onthult de verdwijning van menselijke activiteiten in Nyala. Andere satellietbeelden, die een sterke vermindering in luchtvervuiling in Nyala lieten zien, bevestigden dat. „Waar de mensen naartoe vluchtten kon ik niet goed achterhalen. Van lokale bronnen wist ik dat ze reisden naar de stad Al Fasher [circa 170 kilometer naar het noorden]. Op nachtelijke satellietbeelden zag ik daar inderdaad een afwijking in hoeveelheid licht. Maar kwam dat door het opzetten van vluchtelingenkampen? Of waren het branden? In Al Fasher is veel geweld.”

De satellietbeelden in Twente stuurt Kuffer door naar ngo’s wereldwijd die zich inzetten voor vrede. „Maar ik denk dat de beelden vooral bijdragen aan bewustwording. Dat miljoenenstad Nyala compleet werd weggevaagd, kwam relatief weinig in het nieuws, omdat op de grond nauwelijks journalisten zijn.”

De hoeveelheid licht op nachtelijke satellietbeelden kan ook het tegenovergestelde laten zien: een toename in menselijke activiteiten in een bepaald gebied. Het dertigjarig jubileum van de Olympische Spelen in de Zuid-Koreaanse hoofdstad Seoul in 2018 was duidelijk zichtbaar door een piek in de verlichting rondom het Olympisch stadion. In Sanaa, de hoofdstad van Jemen, ging het licht uit in 2015 na een luchtaanval waarbij het lokale elektriciteitsnetwerk werd verwoest. Maar ieder jaar is een scherpe piek in verlichting te zien kort na het Suikerfeest, waarbij mensen vermoedelijk zelf met generatoren licht maken.

Satellieten zagen gevolgen van vlucht bevolking uit Nyala

De keerzijde van verstedelijking

Een permanente, geleidelijke, toename in verlichting is te zien op veel gebieden op de wereld als gevolg van verstedelijking. Meer dan de helft van de bevolking op de wereld woont in stedelijke gebieden, schrijven de Verenigde Naties. Vooral Afrika en Azië verstedelijken snel. Steden zijn een bron voor kansen, werkgelegenheid en scholen.

Maar op satellietbeelden is ook de keerzijde van verstedelijking te zien.

„Kijk”, zegt Kuffer terwijl ze naar haar beeldscherm wijst. Op haar beeldscherm staat een satellietbeeld van de Nigeriaanse stad Lagos. Je ziet in deze stad grote verschillen in morfologie: rechte, gerangschikte gebouwen in het midden en aan sommige randen juist chaotische, kleine gebouwen dicht op elkaar. „Sloppenwijken – dichtbevolkte gebieden met huizen die niet door de gemeente zijn aangelegd – kun je goed herkennen aan de onregelmatige structuren van de huizen, zegt ze. Volgens schattingen van de Verenigde Naties wonen ruim een miljard mensen in sloppenwijken. Bijvoorbeeld in de grootste sloppenwijk van Azië, Dharavi in de Indiase stad Mumbai, wonen een miljoen mensen op twee vierkante kilometer. Door verstedelijking neemt het aantal mensen die in sloppenwijken wonen toe, naar schatting 2 miljard over dertig jaar.”

Samen met collega’s werkt Kuffel aan een systeem om met kunstmatige intelligentie sloppenwijken te herkennen op satellietbeelden. „De schattingen van het aantal sloppenwijken die overheden maken zijn nog heel ruw, waardoor mensen worden genegeerd bij het nemen van beslissingen. Soms worden huizen in sloppenwijken verwoest, omdat overheden er andere plannen mee hebben. Zonder waarschuwing komen bulldozers het kleine beetje dat mensen hebben platrijden. Maar mensen wonen hier, dit zijn hun huizen, hun scholen.”

Na Russische aanval op elektriciteitsnetwerk werd Oekraïne zuinig met verlichting

Groen en wegen ontbreken

Wie op satellietbeelden van sloppenwijken verder inzoomt, ziet het ontbreken van wegen en het ontbreken van groen. Veel huizen staan dicht opeen, er zijn afvalhopen en er is weinig verlichting. Met satellietbeelden heeft Kuffer hoeveelheid afval in kaart gebracht op basis van morfologie in de Keniaanse hoofdstad Nairobi, wat helpt lokale overheden te overtuigen om het afval op te halen.

Sinds haar bijvak eind vorige eeuw is er een hoop veranderd in haar onderzoeksveld. „De resolutie van satellietbeelden wordt steeds beter en we begrijpen steeds meer welke kenmerken we vanuit de ruimte kunnen gebruiken om menselijke activiteiten te monitoren, naast bossen, de atmosfeer en bergen.”

Maar de kwaliteit van de nachtelijke beelden is nog steeds slecht, zegt ze. Verlichting is een belangrijke informatiebron voor een sociaal geograaf, „maar als de satellieten bijvoorbeeld slechts gebieden van 750 bij 750 meter onderscheiden, betekent dit dat als er één lamp staat in het gebied van 750 meter, de satelliet het hele gebied ziet als verlicht. Kuffer heeft een voorstel ingediend bij de Europese ruimtevaartorganisatie ESA voor een nieuwe nachtsatelliet die gedetailleerder kan waarnemen. „Maar beperkingen zullen er altijd blijven. Het blijft lastig veranderingen in patronen op satellietbeelden toe te schrijven aan menselijke keuzes. Een samenwerking tussen satellieten en bronnen op de grond zal nodig blijven om te weten wat zich op de grond afspeelt.”