Wetenschap of kunst? Onderzoeker Kim maakt unieke scans van bomen

1. Bomen in 3D

Kim Calders, faculteit Bio-Ingenieurswetenschappen: “Dit is ‘m: de LiDAR-scanner. LiDAR staat voor Light Detection and Ranging. Het is in feite een afstandsmeter, maar dan één die duizenden posities per seconde meet. De scanner die wij gebruiken, is een redelijk klein toestel op een driepikkel. Via LiDAR-scans bouw je 3D-puntenwolken op. Zo kan je objecten supernauwkeurig in 3D-modellen weergeven.”

“De technologie wordt ook voor veel andere toepassingen gebruikt. Zelfs iPhones bevatten een LiDAR-scanner die ervoor zorgt dat je sneller de diepte kan bepalen bij het maken van een foto. Dat levert scherpere beelden op. Ook in de videoclip van het nummer House of Cards van Radiohead zit LiDAR-technologie.”

2. Volumes berekenen

“Samen met mijn collega’s van de onderzoeksgroep CAVElab, kort voor Computational & Applied Vegetation Ecology, scan ik bomen. De punten die de scanner waarneemt, zetten wij om in een 3D-model. Daarmee kunnen we het volume van de boom berekenen. En dat is nodig om te kunnen kijken hoeveel koolstof een boom bevat.”

“Doordat de gemeten punten erg dicht op elkaar staan, heeft het resultaat veel weg van een Virtual Reality-beeld. Op deze scan zie je een boom van onderen. De kleurvariaties geven de hoogteverschillen weer.”

3. Teamwork

”Scannen is fun. We kunnen het dan ook niet laten om af en toe zelf even te poseren. De scanner moet 360 graden rondgaan om een volledige opname te maken. Daarvoor moeten we wel twee minuten stil blijven staan, een beetje zoals in de begindagen van de fotografie.”

“Deze scan maakten we enkele jaren geleden, toen onze collega’s van het Forest & Nature Lab de mogelijkheden van LiDAR-scans wilden verkennen voor hun eigen onderzoek. Eens je begint met LiDAR, heb je al snel de smaak te pakken. Ons team is dan ook snel gegroeid. Het zal je misschien verbazen, maar op dit moment zijn we een van de grootste LiDAR-labo’s ter wereld die bossen onderzoekt.”

4. Bijzondere band met Australië

“Deze scan is genomen in Australië. Ik heb een bijzondere band met dat land. Als thesisstudent trok ik naar daar om veldwerk te doen. Bij ons werd LiDAR toen amper gebruikt voor toepassingen in de natuur. In Australië gebeurde dat al iets meer. Tijdens mijn doctoraat trok ik opnieuw naar daar. Ik heb er later ook mijn vrouw leren kennen.”

“Australië bevat bijna alle ecosystemen die je over de hele wereld terugvindt: van mangroves en tropisch regenwoud tot savannes. Bovendien is de impact van de klimaatverandering er veel harder te voelen dan pakweg bij ons. Dat maakt het voor mij een uitstekend land om bosonderzoek te doen. En ook handig meegenomen: in Australië kan je alles prima op voorhand in orde brengen voor je veldwerk, iets dat niet in alle landen zo vanzelfsprekend is.”

5. Crown shyness

”In het bos zie ik geen individuele planten en bomen. Ik zie structuur. Zie je die witte randen tussen de boomkruinen? Dat fenomeen heet crown shyness: de kruinen nemen zoveel mogelijk beschikbare ruimte in, maar zonder elkaar te raken."

“Om een bos in zijn totaliteit te bestuderen, is het uiteraard nodig dat alle elementen, zoals zijn boomsoorten, structuur en temperatuur, worden samengebracht. Daarvoor werken we samen met collega’s van andere onderzoeksgroepen en -instellingen.”

6. Photobomb

”Kasuarissen kunnen zeer gevaarlijk zijn. Maar het zijn vooral erg nieuwsgierige dieren. Dit exemplaar kwam kijken op onze field station in Australië. We hadden net alles geïnstalleerd toen het dier dichterbij kwam. Ik heb toen snel mijn scanner aangezet, want deze photobomb wilde ik niet zomaar laten voorbijgaan. Dankzij zijn nieuwsgierigheid is dit een erg nauwkeurige scan geworden: de kasuaris heeft rustig de tijd genomen om goed rond te kijken. Hij stond dan ook lang genoeg stil om er een gedetailleerd beeld van te kunnen maken. Een memorabel souvenir!”

7. Nog bijzonder bezoek

”Nog zo’n verrassende verschijning, deze keer tijdens veldwerk in Gabon. Op de plaats waar onze scantoestellen stonden opgesteld, waren veel fruitbomen waarvan heel wat olifanten kwamen eten. Aan deze scan zie je bijvoorbeeld dat het snel moest gaan, waardoor het resultaat veel minder gedetailleerd is dan bij de kasuaris. En mocht je je het afvragen: de lasers waarmee we scannen zijn compleet schadeloos. No animals were harmed in the making of this picture!”

8. Ghost Trees: scans als basis voor kunst

“Van bosbouw wordt wel eens gezegd dat het deels wetenschap en deels kunst is. Een hele tijd geleden ontving ik een bericht van James McGrath, een schilder die zich tot digital artist heeft ontpopt. Samen met geluidskunstenaar Gary Sinclair wilde hij mijn scans gebruiken in een kunstwerk. Zo is Ghost Trees tot stand gekomen. In deze immersieve installatie van beeld en geluid worden uit ruimtelijke datapunten melodische elementen gegenereerd waardoor het bos lijkt te zingen. Op die manier brengt Ghost Trees het bedreigde Rushworth Forest in Australië tot leven.”

“Ik ben erg overtuigd van open science. Voor de eventuele ene persoon die je data op een minder goede manier gebruikt, heb je 100 positieve ervaringen. Ik hoop ook in België eens met een digital artist te kunnen samenwerken. De extra interpretatie die een kunstenaar aan mijn beelden geeft, biedt me veel inspiratie.”

9. Waar het begon

“Het Hallerbos was de allereerste plaats waar ik voor mijn doctoraat bomen ging scannen. Ik kreeg de sleutel van de toegangspoort en reed gewoon in mijn Toyota door het bos, op de verharde wegen, welteverstaan! Op dat moment stond het bos vol bloeiende boshyacinten. Wie de hyacinten nu wil zien, kan het bos enkel bezoeken in een daarvoor voorziene shuttlebus.”

“Ik ben er zeker van dat LiDAR ons nog veel zal bieden in de toekomst. Beeld je eens de mogelijkheden in voor lessen over tropische bosbouw! Je zet gewoon een Virtual Reality-bril op en gaat virtueel op wandel door een bos. Je hoort nog van ons!”