Managed hosting door True

Combinatie van radar- en optische beelden biedt militairen wereld aan mogelijkheden

D-day in 3-D

 

Afghanistan. De Sovjets beten er in 1981 hun tanden op stuk. Hoe het de Amerikanen uiteindelijk zal vergaan, weet niemand. De Taliban mogen de steden dan wel opgegeven hebben, in de onherbergzame grensstreken kunnen ze zich nog jaren handhaven. Duidelijk is wel dat Amerika, vergeleken met de Sovjets twintig jaar geleden, een betere informatiepositie heeft. Met dank aan een aantal scherpziende satellieten en het gebruik van driedimensionale landkaarten van -onder andere- Silicon Graphics.Ook TNO blaast een aardig partijtje mee in de militaire toepassing van satellietinformatie voor trainings- en verkenningsdoeleinden, merkte Auke Schouwstra.

Achteraf gezien had de marketingafdeling van Silicon Graphics (SG) een gelukkige hand bij het kiezen van de datum voor een grote verkoopshow. Nog geen drie weken na de aanslagen in New York en Washington ontmoetten de Amerikaanse legertop en de verkopers van de grossier in visualisatietechniek elkaar in Crystal City, Virginia op een allang geplande 'Defense Summit'.
President-directeur Bob Bishop zei - in de beste Amerikaanse tradities - zijn bedrijf te zien als onderdeel van de 'nationale verdedigingsinspanning om Amerika's meest dringende veiligheidsproblemen op te lossen'. Om daarna het assortiment van SG aan te prijzen als hét middel om een goed beeld van de vijand te krijgen.
Dat de slag om Afghanistan een high-tech actie is, zal waarschijnlijk vooral achteraf duidelijk worden. Hoewel sommige technische hoogstandjes de afgelopen weken al beschreven werden in de pers. De aanval met behulp van een onbemand Predator-vliegtuigje op de Taliban-commandanten in een eenzaam hotelletje sprak wel het meest tot de verbeelding.
Dat software een belangrijke rol speelt in de strijd tegen Bin Laden en zijn aanhangers bleek ook al in Crystal City. SG demonstreerde er hoogstaande grafische technieken en visuele applicaties. Op dat moment werden die door het Pentagon al toegepast bij de voorbereiding van de strijd tegen de Taliban. Satellietbeelden waarop voorwerpen van één meter lengte nog duidelijk te onderscheiden zijn, simulatieprogramma's voor piloten en software waarmee eenheden zich -ook visueel- kunnen voorbereiden op hun missie; het was er allemaal te zien.
Beurshandelaren deden de afgelopen weken goede zaken met de toegenomen belangstelling voor het aanbod van SG. De aandeelhouders vertrouwen erop dat het bedrijf veel gaat verdienen aan militaire opdrachtgevers.

Vergadertafel

,,Het gaat heel goed met Silicon Graphics sinds 11 september", meent ook TNO-projectleider Simulatietechniek ir. Frido Kuijper. Op een recente bijeenkomst van Silicon Graphics in Nederland waar hij aanwezig was, stak het bedrijf niet onder stoelen of banken dat de zaken floreren sinds 11 september.
Maar ook TNO blaast een aardig partijtje mee in de militaire toepassing van satellietinformatie voor trainings- en verkenningsdoeleinden. Dat is goed te zien in de Electronic Battlespace Facility (EBF) van het TNO-laboratorium in Den Haag. Tussen de tientallen staande beeldschermen is één platliggend scherm met het formaat van een flinke vergadertafel opgesteld. Het geeft een overweldigend virtueel overzicht van een -kunstmatig- landschap. Alles wordt driedimensionaal gepresenteerd. Op de heuvels staan huizen en bomen. Met een ronde knop onder het scherm kun je door het gebied heen bewegen en de eigenschappen van het gebied leren kennen. Je kunt ergens op een heuveltop gaan 'staan', om te beoordelen of het een goed punt is voor een uitkijkpost en je kunt beoordelen wat de beste plek is voor een stuk luchtafweergeschut.
De 3D-tafel van TNO biedt nu meestal nog slechts 'geotypische' informatie. Dat betekent dat een landschap kunstmatig is aangemaakt. Het l�jkt wel heel veel op het gebied waar het werkelijk om gaat. Daarmee is zulke informatie goed bruikbaar voor trainingsdoeleinden. De eerste stappen naar het op deze manier presenteren van 'geospecifieke informatie' (echte satellietbeelden gecombineerd met hoogte-informatie) zijn door TNO al gemaakt. Dat dit soort kaarten een grote toekomst tegemoet gaat, staat vast voor Kuijper. ,,We proberen hier militair Nederland te interesseren voor dit soort toepassingen", zegt Kuijper terwijl hij om zich heen kijkt in het virtuele oorlogsgebied in het TNO-gebouw. ,,Nederland staat in Navo-verband aan de top wat betreft simulatietechniek. Vertegenwoordigers van andere Navo-lidstaten kijken hier bij sommige toepassingen hun ogen uit".
Commerciële bedrijven en de overheid worden in elkaars armen gedreven om deze technieken verder te ontwikkelen. In Crystal City zei een hoge militair dat beide partijen moeten investeren in onderzoek. ,,Zo kan tegemoetgekomen worden aan de behoefte van de strijdkrachten en nationale beslissers aan kennis op dit gebied", aldus luitenant-generaal James King. ,,De commerciële sector kan oplossingen bedenken en ontwikkelingen versnellen". Met maar één doel: een nieuwe manier van oorlogvoering bereiken, waarbij observatiemiddelen zoals satellieten verbonden worden met commandocentra die op hun beurt met die informatie wapensystemen kunnen besturen.

Radarbeelden

De ontwikkeling van elektronisch aangemaakte driedimensionale landkaarten is een essentieel onderdeel van die nieuwe manier van oorlogvoeren. Dankzij radarbeelden en optische beelden die van grote hoogte opgenomen worden, ontstaan gedetailleerde overzichten van gebieden waar de vijand zich ophoudt. Zonder dat je er zelf ooit een stap hebt gezet. De combinatie van deze beelden levert bestanden op die een wereld aan mogelijkheden bieden.
Afdrukken op papier is er maar een van, benadrukt ingenieur dr. Harm van Wimersma Greidanus. Hij houdt zich bij het Fysische en Elektronisch Laboratorium van TNO bezig met radar en signaalverwerking.
Vorig jaar maakte hij de eerste driedimensionale kaart voor het Nederlandse leger. Op eigen initiatief, opmerkelijk genoeg. Greidanus: ,,Ik las in de krant dat Nederland deel ging nemen aan de VN-vredesmacht Unmee in Eritrea". Hij belde Defensie. 'Hebben jullie eigenlijk wel een goede kaart van dat gebied?', vroeg ik ze. Nee, was het antwoord. Kom maar eens praten".
Aldus geschiedde. Het overleg resulteerde in een gloednieuwe, gedetailleerde kaart van het grensgebied van 20.000 vierkante kilometer tussen Ethiopië en Eritrea waar de Nederlandse VN-soldaten toezicht op moesten houden. Greidanus zet zijn computer aan en laat zien wat hij in samenwerking met de Landmacht, het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium en het bedrijf Synoptics produceerde. ,,We hadden alleen de beschikking over een oude kaart van de Italianen. Toen heette het land Abessinië en het was een Italiaanse kolonie. Dan spreek je over de jaren twintig van de vorige eeuw". Er staan een paar hoofdwegen op, de weergave van bebouwd gebied blijkt verre van accuraat.
TNO kocht beelden van een aantal satellieten en combineerde ze met informatie over hoogteverschillen, verkregen door radarsatellieten. Greidanus: ,,Het voordeel is dat die niet afhankelijk zijn van een onbewolkte hemel".

Rare hoek

Het eindproduct was een unicum voor het Nederlandse leger. ,,Op de manier zoals wij het deden, is het in de Nederlandse krijgsmacht nog nooit eerder gedaan", stelt Greidanus. ,,De IRS-satelliet die wij gebruikten, heeft een resolutie van zes meter. Dat zijn dan dus de kleinste details die je kunt zien. Zo moet je zien te bepalen of wat je ziet een weg, een rivier of bebouwd gebied is. We hadden naast deze zwart-wit beelden met een resolutie van zes meter ook kleurbeelden met een resolutie van vijftien meter. Die beelden combineerden we en we legden ze weer over de oude kaart heen. Zo kun je je snel oriënteren".
,,Door een hoogtekaart over de satellietbeelden heen te leggen, waren we in staat vervolgens een driedimensionale kaart te maken. Zo'n kaart helpt ook om rivieren te herkennen, want die lopen altijd laag. Als je een lijn ziet die een rare hoek maakt of die vlak langs een top gaat, dan is het waarschijnlijk een weg. De driedimensionale kaart helpt je dus ook weer verder. Zo kom je best ver bij het oriënteren in een gebied, zonder er ooit geweest te zijn".

Kwestie van tijd

In de toekomst zal het maken van gedetailleerde kaarten nog een stukje makkelijker worden vanwege een omvangrijk Nasa-project. Vorig jaar is een Nasa-satelliet er voor het eerst in geslaagd gedetailleerde opnames van de hele aarde te maken, met uitzondering van de polen. ,,Die gegevens worden nu geanalyseerd en verwerkt", vertelt Greidanus. ,,Het resultaat is een hoogtekaart van de hele wereld, met een nauwkeurigheid van dertig meter".
TNO gaf de kaarten in verschillende varianten op papier mee, en maakte ook een paar versies op cd-rom aan. Gek genoeg bleven de schijfjes in de la liggen, ontdekte TNO toen de missie al vergevorderd was. En de militairen die met de kaart het veld in moesten, hadden de voorkeur voor de simpele zwart-wit-versie met wegen en hoogtelijnen in plaats van de fraaie driedimensionale kleurenversie die ook beschikbaar was. ,,Ze waren dat niet gewend", zegt Greidanus enigszins teleurgesteld. ,,Dat hadden we niet verwacht".
Een paar weken voor de Nederlanders terugkwamen, vloog hij nog even naar Ethiopië om uit te leggen dat de cd-rom's toch echt heel handig waren. ,,Je kunt er bijvoorbeeld mee inzoomen, zodat een nog gedetailleerdere kaart ontstaat. Daar waren de militaire beleidsmakers nog niet aan toegekomen". Hij laat het even zien op zijn beeldscherm. Een bepaalde weg blijkt, als de kaart uitvergroot is, over een smal plateau te lopen. Aan weerszijden ontstaat een weids uitzicht over het landschap. Strategisch interessante informatie. Inmiddels heeft hij ook wat beelden achter elkaar gezet, waardoor een aardig filmpje is ontstaan. Als een vogel scheren we over het Eritrese heuvellandschap.
Het is een kwestie van tijd, vermoedt Greidanus. Het zal niet lang duren voordat deze toepassingen als onmisbaar beschouwd gaan worden. ,,De laatste tijd is het gebruik van deze techniek sterk toegenomen. In Nederland staat Defensie nog maar aan het begin. Ik denk dat het gebruik van allerlei digitale mogelijkheden steeds belangrijker wordt. De digitale kaart heeft zich kunnen ontwikkelen door het toenemende gebruik van digitale apparatuur in de praktijk. Je hebt ter plaatse een pc nodig waar militairen ook mee door het zand en het water kunnen sjouwen. Betrouwbare apparatuur is essentieel in dit opzicht".
De kaarten zijn niet overgedragen aan de lokale bewindhebbers. Om politieke redenen, volgens Greidanus. ,,De kaarten zijn gemaakt voor de krijgsmacht, en het is natuurlijk toch een instabiel gebied. Op de kaarten staan stukken van Ethiopië maar ook van Eritrea. Als je dat aan een van beide regeringen zou geven, wie zegt dan dat ze dat niet gaan gebruiken bij de volgende veroveringstocht? De kaarten die wij nu in Den Haag hebben zijn beter dan die ze zelf hebben".

Training

De driedimensionale kaarten zijn niet alleen geschikt om er de weg mee te vinden in oorlogsgebieden. Je kunt er ook uitstekend manschappen mee voorbereiden op een missie. Zeker als er eenmaal een digitaal bestand is dat op verschillende manieren gepresenteerd kan worden. Greidanus: ,,Er wordt nu nog niet zoveel van deze mogelijkheden gebruik gemaakt.
Het is typisch iets wat in de toekomst wel meer gaat gebeuren".
De Nederlandse militairen trainen zichzelf wel al -via de simulatoren van TNO- met behulp van geotypische informatie. Net als zijn collega Kuijper denkt ook Greidanus dat er een grote toekomst ligt in het gebruik van geospecifieke informatie voor trainingsdoelen. ,,Dan kun je inderdaad echt op de situatie ter plaatse gaan trainen. Dat geldt voor mensen die daar moeten rijden of vliegen, maar het geldt ook voor de planning van de militaire operatie op zich. Als je goede driedimensionale beelden hebt van je omgeving, en je vraagt je af: hoe kom ik met vijf jeeps van punt a naar b, dan kun je dat voorbereiden met behulp van die beelden. Je kunt nagaan of er een mogelijkheid is dat je vanachter bepaalde obstakels beschoten wordt. Je kunt je veel beter voorstellen waar de dreiging in zo'n gebied ligt".
,,We zijn al bezig dat soort actuele geografische informatie te koppelen aan digitale planningstools. Die rekenen dan bijvoorbeeld uit hoe lang je met een konvooi van twintig vrachtwagens over een bepaalde route in het gebied zult doen. Je weet hoeveel dalen en heuvels je moet passeren. Ook heel praktisch zijn zogenaamde 'line of site'-berekeningen: als ik op een bepaald punt ga staan, wat zie ik dan van de omgeving? Zo kun je een goede plek voor een uitkijkpost zoeken, of luchtafweergeschut goed neerzetten".

Real-time

,,Het leger heeft grote behoefte aan een integrale, waarheidsgetrouwe weergave van het oorlogsfront", zei luitenant-generaal King in Crystal City. ,,Real-time, met de mogelijkheid om snel te reageren. Technieken waarmee je je een beeld kan vormen van de situatie en databases met geografische informatie zijn daarbij cruciaal".
,,Real-time lijkt me niet helemaal realistisch", reageert Kuijper op de uitlatingen van King. ,,Maar met toepassingen voor training en missie-voorbereiding zijn we al heel ver".
,,Technologie maakt deel uit van elk niveau van verdediging", aldus een andere spreker op de SG-bijeenkomst. ,,De vooruitgang op het gebied van computers met veel rekenkracht en het vermogen om complexe data om te zetten in managementinstrumenten is vandaag belangrijker dan ooit te voren". Was getekend: Art Money, directielid van SG, eerder staatssecretaris van Defensie van de Verenigde Staten...
Kortom, ook in haar benoemingsbeleid toont SG wel te weten hoe de hazen lopen. Nu Bin Laden nog.
 

Auke Schouwstra Freelance Medewerker
TNO
De defensieafdeling van TNO functioneert als een externe denktank voor het ministerie van Defensie. Met gepaste trots meldt woordvoerder Wim Smith dat Nederland als enige NAVO-lidstaat een onafhankelijk instituut heeft voor onderzoek & ontwikkeling op militair gebied. TNO brengt adviezen uit als er materieel ingekocht moet worden en doet zelf onderzoek. Bij TNO-Fysisch Elektronisch Laboratorium (FEL) werken ongeveer 600 mensen, het Prins Maurits Laboratorium in Rijswijk telt 350 werknemers en het instituut voor Technische Menskunde in Soesterberg biedt 150 mensen werk. Defensie is de grootste klant, zij zorgt voor 175 miljoen gulden omzet per jaar.
 
Techniek achter de 3D-kaart
Het merendeel van de software die TNO FEL gebruikte om de omvangrijke driedimensionale kaarten te maken is afkomstig van Esri. Het pakket Erdas Imagine bewees goede diensten bij de verwerking van de satellietbeelden. Ook voor het aanmaken van de kaarten en de visualisatie van de gebiedskenmerken werd dit softwarepakket gebruikt. Voor het maken van een hoogtekaart aan de hand van stereo-radarsatellietbeelden schreef een van de deelnemende bedrijven (Synoptics) zelf software. Ook TNO deed dat, en wel in C en Fortran.
De immense 3D-tafel van TNO (officieel Virtual Workbench) maakt gebruik van twee Silicon Graphics Onyx-systemen. Daarmee is real-time visualisatie mogelijk (dat wil zeggen beeldgeneratie met een frequentie van 60 Hz). De systemen onderscheiden zich van gewone pc's omdat ze'anti-aliasing' beelden opleveren: de kijker heeft geen last van 'hakkelige' en knipperende elementen in het beeld. Met een minimale vertraging kan een enorme hoeveelheid gegevens door het systeem worden gepompt.
De basis van de driedimensionale kaart voor de Unmee-operatie vormen opnames afkomstig van een aantal satellieten: Landsat (Nasa, VS), zwart/wit met een resolutie tot voorwerpen van 15 meter groot, en in kleur met een resolutie tot 40 meter; Spot (Cnes, Frankrijk), zwart/wit tot 10 meter en in kleur tot 20 meter; IRS (India), in kleur tot 6 meter. Daarnaast werden radarbeelden gebruik: Radarsat (Canada), tot 25 meter resolutie.
TNO draait de kaartprogramma's op normale pc's uitgerust met Windows NT en -2000, 256 en 512 MB RAM, voorzien van grafische kaarten als Geforce3 (64 MB) en 3DLabs Glint (32 MB).

 
Vluchtje over Afghanistan
De Amerikaanse simulatie-softwareleverancier Meta Virtual Reality liet onlangs bezoekers van een softwarebeurs in Orlando, Florida, met een F16 een vlucht over Afghanistan maken. De 'piloten' keken naar driedimensionale opnamen van het Afghaanse landschap. Ze konden met een snelheid van Mach2 vliegen en daarbij vijftig kilometer vooruit 'kijken'. In totaal is 564.000 vierkante kilometer grondgebied op deze manier in kaart gebracht.
De database voor het spektakel was gevuld met zwart/wit satellietbeelden van Afghanistan waarop voorwerpen tot 5 meter grootte te zien waren. De beelden zijn achteraf gekleurd.
Het programma is ook te gebruiken op een laptop-configuratie, en volgens de leverancier goed bruikbaar voor oefeningen van militaire missies. En, merkt de fabrikant snedig op: een compleet softwarepakket inclusief laptop kost net zoveel als de brandstof voor één oefenvlucht van een straaljager.

Dit artikel is afkomstig van Computable.nl (https://www.computable.nl/artikel/1281086). © Jaarbeurs IT Media.

?

 

Stuur door

Stuur dit artikel door

Je naam ontbreekt
Je e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×
Wilt u dagelijks op de hoogte worden gehouden van het laatste ict-nieuws, achtergronden en opinie?
Abonneer uzelf op onze gratis nieuwsbrief.