Vergelijking tussen Wadden en AIS data op de Waddenzee

Introductie

Onderstaande kaarten geven een impressie en eerste aanzet tot discussie over het nut van het gebruik van radar data en ais data voor het in kaart brengen van scheepsbewegingen op het wad.

Een paar methodologische punten:

De data die te zien is in onderstaande kaarten betreft de data van juni 2017.

De punten zijn geaggregeerd tot vlakken van ~ 100 bij 100 meter.

De data is weergegeven als het natuurlijke logarithme van de puntendichtheid. Reden hiervoor is dat dit het beste past bij de distributie van de puntendichtheid (~ Poisson-distributie). Hieronder staat de distributie over de gehele breedte van de Wadden, voor zowel radar als AIS op 4 juni.

Deze diagram laat vrijwel niets zien, aangezien er een aantal hoge outliers zijn met hele hoge puntendichtheden (maar die weinig voorkomen). Door in te zoomen op de distributie van alle vlakken met minder dan 100 punten zien we beter wat er gebeurt qua schependichtheid op het wad:

Deze histogram laat zien dat de meeste meetvlakken op het wad slechts 1 keer een boot registreren (en de Radar registreert iets meer vlakken met 1 punt). De AIS laat een mooie verloop zien die hoort bij een poisson verdeling, voor de radar loopt dit iets anders. Deze heeft, relatief aan wat we zouden verwachten, veel vlakken met rondom de 5 tot 10 markers. Dit zijn naar alle waarschijnlijkheid punten die constant aanwezig zijn op het wad, te denken valt aan boeien en de zaadinvanginstallaties.

De reden dat ik 4 juni laat zien is omdat dit een dag was met relatief veel pleziervaart (pinksterzondag), en een dag met mooi weer (geen regen, windkracht 3 tot 4, KNMI: Daggegevens weer Lauwersoog). Hierdoor levert de radar data nog een redelijk natuurlijk beeld op.

Als we de data van 4 juni naast bijvoorbeeld een regenachtige dag, met aardig wat wind leggen (7 juni, woensdag, 9.5 uur regen, windkracht 5 tot 7), dan zien we een meer piekend verloop van de radar data. De ruis tussen de 5 tot 10 punten per vlak is behoorlijk toegenomen, en ook verder in de distributie komen er meer onwaarschijnlijkheden voor.

Vergelijkende kaarten

In onderstaande kaart vergelijken we twee dagen, 4 juni 2017 (Pinkerzondag, zonnig), en 7 juni (woensdag, regenachtig). Het gaat hierbij om de Radar data over deze twee dagen genomen.

Wat bovenstaande kaart duidelijk laat zien is dat er behoorlijk wat valide data in de radar gegevens zit. De wadden zijn aanzienlijk drukker op Pinksterzondag,

Ten slotte vergelijken we in onderstaande kaarten de puntendichtehden van de AIS data en de radar data voor 4 juni. Hier zien we dat de AIS data met name een hoge dichtheid heeft in en rond de havengebieden (bekend probleem), maar voor de rest volgt de AIS over het geheel genomen vooral de vaargeulen.

De radardata laat een veel diverser beeld zien, waarbij er ook tussen de vaargeulen meer activiteit is. Een aantal opvallende resultaten: De radar lijkt niet alle bootbewegingen die de AIS omvat ook te hebben. De radar data zou ook van AIS geschoond zijn. Desondanks zijn er nog wel bijzonder punten, zoals ten zuidwesten van de Punt van de Goede (Terschelling), zien we op de AIS twee boten die elk voor langere periode stil liggen. De radar mist deze boten onderweg naar hun vaste punten toe, maar ziet ze vervolgens wel als ze eenmaal stil liggen. Speculerend zouden deze boten hun AIS uitgezet kunnen hebben gedurende een periode dat zij daar stil lagen (zoiets werd eerder geopperd in overleg met RWS), of het algorithme dat gebruikt wordt om de data te schonen werkt niet helemaal zoals het zou moeten.

Discussie

Bovenstaande kaarten geven hopelijk aardig wat aanleiding voor discussie. Om in het kort de voornaamste conclusies op te sommen:

Radar data laat meer en diversere vaarpatronen zien dan AIS

Radar data bevat veel valide metingen, maar, afhankelijk van de omstandigheden, ook veel ruis

Op basis van deze eerste analyses lijkt het niet onwaarschijnlijk dat de radar data, over het jaar genomen, een mooie toevoeging zijn op de AIS data.

Stap 2: RADAR voor de maand juni, 2016 en 2017

In onderstaande kaart zijn de puntdichtheden van 2016 en 2017 van de radar in kaart gebracht. Het gaat hierbij om de gemiddelde punt-dichtheid per dag.

In onderstaande vergelijkende kaart zien we de verschillen jaar op jaar (2017 - 2016):

Om de kaart wat op te schonen zijn in onderstaande kaart de punten met verschillen van kleiner dan 10 punten per hectare verwijderd:

Ter vergelijking: AIS 2016 en 2017

Om de vergelijkingskaarten van radar in context te kunnen plaatsen hebben we hieronder dezelfde analyse op de ruwe data van de AIS uitgevoerd (in tegenstelling tot de geschoonde data elders in dit rapport).

De verschilkaart van AIS (2017-2016)