Leefbaarheidsonderzoek met GIS

1 oktober 2019
Dit artikel is verschenen in: geografie oktober 2019
GIS
onderwijs
Kennis
FOTO: ILLIYA VJESTICA/UNSPLASH

Nu GIS goed is geïntegreerd met internet en smartphonetechnologie, kun je allerlei leuke, korte opdrachten opzetten waarbij leerlingen met hun mobieltjes data verzamelen in het veld en deze vervolgens visualiseren en analyseren in GIS.

 

Op de volgende pagina’s presenteren we vijf voorbeeldopdrachten
rondom het onderwerp ‘leefbaarheid’ die bedoeld zijn voor de onderbouw. In elk voorbeeld maken we gebruik van een applicatie uit het gratis ArcGIS voor op Schoolprogramma van Esri (zie kader).

Survey-formulier: foto’s 

Een eenvoudige manier om veldwerk en GIS te combineren, is gebruik maken van Survey123-formulieren voor de smartphone. Leerlingen kunnen daarop gegevens invullen, waarbij de locatie automatisch bepaald wordt. De gegevens worden vervolgens opgenomen in een online puntenkaartlaag. Er zijn nu twee kant-en-klare veldwerkopdrachten beschikbaar rondom leefbaarheid: één waarbij leerlingen foto’s nemen en één waarbij ze enquêtes houden. In de eerste veldwerkopdracht bezoeken leerlingen een buurt en gaan op zoek naar tekenen van lage of hoge leefbaarheid. Denk aan zwerfafval, graffiti en een winkel die al lang leegstaat. Of juist een verzorgde plantenbak en een buurtcentrum waar allerlei activiteiten worden georganiseerd. Zodra leerlingen iets opmerken, openen ze het Survey123- formulier op hun smartphone (figuur 1) en nemen een foto. De locatie wordt automatisch geregistreerd, mits ze hun gps-functie aan hebben staan. Zodra ze op ‘indienen’ klikken, worden de gegevens opgenomen in een online kaartlaag en verschijnt er een punt in de webapp (figuur 1). Een webapp is een applicatie om digitale kaarten te bekijken. Het voordeel van deze veldwerkopdracht is dat de gegevens van meerdere leerlingen worden gecombineerd in de kaartlaag. 

ArcGIS voor op School

Via het ArcGIS voor op School-programma van Esri Nederland kunnen scholen kosteloos toegang krijgen tot ArcGIS Online. Docenten kunnen leerlingen zelf producten laten maken in deze omgeving, zoals de webapps in voorbeeld 3 en storymaps in voorbeeld 4. De lesmaterialen die horen bij de vijf voorbeeldopdrachten staan op de website van ArcGIS voor op School. Je vindt daar ook lesopdrachten over andere onderwerpen, zoals vulkanisme, klimaat en bevolkingsspreiding, en handleidingen om zelf lesmaterialen te maken en Survey123-formulieren en webapps te ontwikkelen.

Esri Nederland organiseert cursussen en een programma om GIS-professionals te koppelen aan aardrijkskundedocenten. Er hebben zich al meer dan veertig professionals gemeld die het leuk vinden docenten te ondersteunen in het opzetten van lessen met GIS. Lees meer over deze GIS-experts op www.geografie.nl/GIS-experts.

Als elke leerling tien punten verzamelt, heb je met één klas al honderden punten op de kaart staan. Bij de nabespreking kun je als docent de webapp openen op het digiboard en samen met leerlingen naar patronen kijken. Je kunt op punten klikken en leerlingen vragen waarom ze daar een foto hebben genomen. Zo wordt duidelijk dat leefbaarheid een heel subjectieve kant heeft: wat de ene leerling storend vindt, zal een ander misschien niet boeien. 

Figuur 1: Survey123-formulier voor het verzamelen van foto’s (boven) en de webapp waarin de gegevens worden opgenomen (links). De getoonde gegevens zijn verzameld door leerlingen van het Amstelveen College.

Survey-formulier: enquêtes 

Het tweede Survey123-formulier heeft de vorm van een online enquête (figuur 2). Hiermee kunnen leerlingen in kaart brengen hoe bewoners de leefbaarheid van hun omgeving beoordelen op diverse aspecten. Bewoners moeten een cijfer geven op een schaal van 1 tot 10 voor bijvoorbeeld aanwezigheid van voorzieningen, contacten tussen buurtbewoners, netheid en veiligheid. De ingevoerde gegevens worden automatisch gecombineerd en gevisualiseerd in een webapp (figuur 2). Elk tabblad van de app toont de opvattingen van bewoners over een bepaald leefbaarheidsaspect met verschillende kleuren, van rood via oranje en geel naar groen. In de nabespreking kun je de scores voor leefbaarheidsaspecten voor een aantal buurten dan snel met elkaar vergelijken. Zo zien leerlingen dat leefbaarheid een optelsom van meerdere aspecten is én dat de oordelen van plek tot plek verschillen. Je kunt in de discussie ook ingaan op de achtergronden van de verschillen: waarom scoort een bepaalde buurt hoog en een andere laag? Hoe hangen de verschillen samen met de buurtkenmerken? 

Figuur 2: Survey123-formulier voor het afnemen van enquêtes (boven) en webapp waarin de gegevens worden opgenomen (links). De getoonde gegevens zijn verzameld door leerlingen van het Amstelveen College.

Ervaringen  

De twee formulieren en webapps zijn gemaakt met ArcGIS Online en zijn vrij te gebruiken. De uitvoering is eenvoudig en kost slechts één les voor de instructie en één les voor de nabespreking (leerlingen verzamelen de gegevens in hun eigen tijd). Volgens Ronald Lubberts, aardrijkskundedocent op het Amstelveen College, is weinig instructie nodig, omdat alles geautomatiseerd is. ‘We hebben het Survey123-formulier eerst uitgetest op school en daarna ging het allemaal prima’. Je kunt het formulier openen in de browser op de smartphone, maar het werkt nog beter in de speciale app. Zorg wel dat leerlingen de gps-functie op hun telefoon inschakelen. Anders komen de punten niet op de juiste locatie in de digitale kaarten te staan, maar ergens in de Atlantische Oceaan, precies op het snijpunt van de evenaar en de nulmeridiaan. Als de gps-functie niet aanstond, kun je de gemaakte foto’s of de uitkomsten van de enquête via het Survey123-formulier achteraf nog op de juiste plaats in de kaart zetten. De enkele leerling die dit overkwam, loste dit verbluffend makkelijk op. Volgens Lubberts is een goede voorbespreking over onderzoeksvaardigheden wel belangrijk: ‘Mijn leerlingen hadden beperkte ervaring met het verzamelen en verwerken van veldgegevens, en dit veldwerk was een uitgelezen moment om een stap verder met ze te gaan. Ik heb de leerlingen uitgelegd dat ze systematisch te werk moesten gaan en de leefbaarheidsaspecten op eenzelfde manier moesten beoordelen, omdat je de verzamelde gegevens anders niet met elkaar kunt vergelijken. Ook heb ik benadrukt dat ze hun gegevens verspreid moesten verzamelen over de hele buurt die ze onderzochten en niet geconcentreerd in één straat of op één plein, en dat ze alleen mensen moesten interviewen die ook echt in die buurt wonen.’ 

Zoals bij alle veldwerkopdrachten is ook de nabespreking essentieel voor het leerproces. Daarin kunnen alle relaties worden besproken. Dat mensen in de buitenwijken van Amsterdam minder tevreden zijn over ov-voorzieningen en winkels hadden leerlingen wel verwacht. Maar hoe zit het met de overlast die veel bewoners ervaren, ook in buurten met een relatief hoog inkomensniveau? Lubberts: ‘Ik heb enkele leerlingen gevraagd een toelichting te geven bij hun punten op de kaart. Ze vertelden over een aardige oudere dame die zei dat ze al 53 jaar in de buurt woonde en de buurt zo had zien veranderen. Zij had een andere kijk op de leefbaarheid in de buurt dan jongere bewoners. In deze nabespreking werd duidelijk hoe persoonlijk het oordeel over de leefbaarheid van een buurt eigenlijk is.’ Toch waren er ook veel dingen die leerlingen niet konden verklaren. Waarom zijn mensen in de buurt net ten zuiden van het Amsterdamse Westerpark bijvoorbeeld zo negatief over de contacten tussen medebewoners? Misschien omdat dit een typische doorgangsbuurt is, waar de meeste bewoners maar korte tijd wonen. Maar leerlingen kunnen hier pas achter komen als ze uitgebreider onderzoek doen en achtergrondinformatie over die buurt opzoeken of bewoners interviewen. De twee opdrachten met de Survey123-formulieren zijn dan ook prima te gebruiken als introductie op een grotere praktische opdracht (PO) over leefbaarheidsvraagstukken. 

Webapps 

Je kunt leerlingen met diverse GIS-applicaties in ArcGIS Online ook de relatie tussen buurtkenmerken en leefbaarheid laten onderzoeken en ze zelf digitale kaarten laten maken. Je hoeft daarvoor niets te installeren op het schoolsysteem; leerlingen hebben vrij toegang tot een enorme database aan online kaartlagen. Eén daarvan is de buurtenkaart van het Centraal Bureau voor de Statistiek. Hieraan is een tabel gekoppeld met buurtkenmerken. De originele buurtenkaart bevat honderden kolommen met gegevens, die lang niet allemaal interessant zijn voor in de aardrijkskundeles. De buurtenkaart is daarom aangepast (zoek op de kaartlaag ‘Buurten EduGIS’ in de database). Ook zijn er kolommen opgenomen met scores uit de Leefbaarometer en andere buurtkenmerken die de ruimtelijke variatie in leefbaarheid kunnen verklaren. Denk aan de gemiddelde afstand tot een supermarkt, het percentage leegstaande panden en het aantal meldingen van woningdiefstal per 1000 inwoners. 

Figuur 3: Screenshot van de kaartomgeving van ArcGIS Online met daarin de aangepaste CBS-buurten-kaartlaag. Leerlingen bepalen zelf welk buurtkenmerk ze willen weergeven (in dit geval het percentage koopwoningen) en hoe ze dat willen weergeven (hier met kleurgradaties die lopen van lichtgeel naar groen; zes in totaal).

Als leerlingen de buurtenkaart toevoegen, zijn alle buurten nog grijs. In ArcGIS Online kunnen ze kiezen welke kenmerken ze op de kaart willen weergeven en hoe ze die willen visualiseren (met unieke kleuren, graduele kleuren of verschillen in symboolgrootte) en zo zelf chorochromatische kaarten, choropleten of symboolgroottekaarten maken (figuur 3). Daarna kunnen ze hun kaarten in een webapp opnemen. De webapp kan diverse tabbladen bevatten, waarbij elk tabblad een andere kaart bevat, zodat leerlingen meerdere kaarten kunnen vergelijken. In een nabespreking kun je enkele leerlingen vragen hun webapp te presenteren. Je kunt het onderwerp verdiepen door vragen te stellen als ‘Wat zijn de verschillen tussen stad en platteland en wat is een mogelijke verklaring voor verschillen in leefbaarheid?’. Door in te zoomen op specifieke buurten kun je met de klas ook bekijken of de buurt de algemene regel volgt of juist een uitzondering is op de regel. 

Storymaps 

Leerlingen kunnen de leefbaarheid in hun omgeving ook in beeld brengen met een storymap. Daarin worden digitale kaarten, foto’s, video’s, figuren en teksten gecombineerd. Het eenvoudigst is een voorgestructureerde opdracht waarin leerlingen naar een buurt gaan en daar foto’s maken van zaken die te maken hebben met de leefbaarheid, gewoon met de camera van hun smartphone. Terug op school laden ze de foto’s in ArcGIS Online. De beelden worden dan automatisch op de juiste locatie op een digitale kaart geplaatst. Vervolgens kunnen leerlingen bij elke foto een beschrijving toevoegen (figuur 4). Zo’n storymap maken kost maar één lesuur en is niet moeilijk, maar het resultaat ziet er verbluffend uit. Als leerlingen hun storymap thuis aan hun ouders laten zien, zijn die vaak erg onder de indruk. 

Figuur 4: Screenshot van een storymap (www.tinyurl.com/spinozaplantsoen), gemaakt
op basis van foto’s verzameld met de smartphone.

Je kunt leerlingen zo bijvoorbeeld twee buurten met elkaar laten vergelijken: eentje die volgens de Leefbaarometer laag scoort op leefbaarheid, en een buurt met een hoge leefbaarheidsscore. Om de storymap nog te rijker aan informatie te maken, kunnen leerlingen een achtergrondkaartlaag toevoegen met schattingen van de leefbaarheid volgens de Leefbaarometer. Lees meer over het maken van een storymap op www.geografie.nl/storymap.     

Collector-app en dashboard 

Mathijs van Breukelen, docent op het Einstein Lyceum in Hoogvliet, ontdekte vorig jaar bij toeval een heel andere mogelijkheid van ArcGIS Online. ‘Tijdens een oudergesprek sprak ik met Ernst Eijkelenboom, vader van een van mijn brugklasleerlingen. Hij bleek GIS-professional te zijn en wilde me wel helpen bij het opzetten van een GIS-project voor de brugklas.’ Op zijn vorige school deed Van Breukelen ieder jaar met een collega een leefbaarheidsonderzoek: ‘In het project gingen leerlingen hun wijk in, deden observaties, voerden metingen uit en namen enquêtes af. Alles ging met pen en papier en dat gaf best veel geklooi: enquêteformulieren raken kwijt, je kent het wel.’ Eijkelenboom zette het project voor Van Breukelen om in een leefbaarheidsonderzoek met GIS.

Hij maakte gebruik van Collector for ArcGIS. Met deze app kunnen leerlingen op hun smartphone voorzieningen karteren, gegevens van de kwaliteit van huizen toevoegen, metingen van verkeersintensiteit invoeren en punten met fijne en onprettige locaties opnemen. Voordeel ten opzichte van Survey123-formulieren is dat leerlingen verschillende typen gegevens kunnen invoeren. Zo kunnen ze puntgegevens met verkeersmetingen toevoegen en daarnaast ook vlakken tekenen met de omtrek van gebouwen of gebieden met eenzelfde gebruiksfunctie. Ze zien hun ingevoerde gegevens direct in de kaart verschijnen en kunnen ook de data bekijken die andere leerlingen hebben toegevoegd. Voor de nabespreking richtte Eijkelenboom een dashboard in. Dit is een omgeving waarin alle data op de kaart staan die leerlingen hebben verzameld, gecombineerd met kaartlagen met achtergrondgegevens. Van Breukelen: ‘Met het dashboard kon ik een nabespreking houden, waarbij ik de kaarten liet zien en de leerlingen vroeg iets uit te leggen over hun bevindingen. Ze zijn allemaal naar een buurt gegaan en hebben allemaal hun eigen ervaringen. In de nabespreking worden die uitgewisseld. Je kunt heel eenvoudig wisselen tussen de kaarten en zo diverse aspecten van de leefbaarheid aan elkaar koppelen. Er was veel interactie tussen mij en de leerlingen. Zonder GIS kun je niet zo’n diepgaande nabespreking houden. Het leuke aan het project met GIS is dat het heel erg lijkt op onderzoeken die gemeenten laten uitvoeren. Dat maakt het voor leerlingen heel realistisch.’ Volgens de aardrijkskundedocent waren de leerlingen meer betrokken bij het project dan voorgaande jaren, toen alles nog met pen en papier gebeurde. Van Breukelen: ‘Ik zag dat in de dagen na afloop van het project nog een stuk of tien leerlingen gegevens hadden ingevoerd. Dat deden ze dus gewoon in hun eigen tijd!’

Tijdens de Esri GIS Conferentie in september 2018 vertelden docent Mathijs van Breukelen (links) en GIS-professional Ernst Eijkelenboom (rechts) samen met leerlingen over het leefbaarheidsonderzoek met GIS. Zie www.tinyurl.com/videogis voor de video.
Privacywetgeving

Als docenten nieuwe applicaties krijgen aangeboden, volgt tegenwoordig direct de vraag of de applicatie wel aan de Europese privacywetgeving (AVG) voldoet. Hoe zit dat met ArcGIS Online? Esri Nederland heeft een eigen privacybeleid ontwikkeld (www.esri.nl/nl-nl/legal/privacy beleid) en zorgt voor een ‘passend beschermingsniveau’ bij de persoonsgegevens die worden verwerkt. Als leerlingen zelf digitale kaarten gaan maken (zoals in opdracht 3 en 4) moeten ze inloggen op de ArcGIS Online-omgeving. De school kan zelf bepalen welke persoonsgegevens er worden opgeslagen bij het aanmaken van inlogs voor leerlingen, en ervoor kiezen anonieme gebruikersnamen aan te maken, bijvoorbeeld een combinatie van de klascode en een leerlingnummer zoals ‘H3A_leerling12’. Een al dan niet anonieme gebruikersnaam dient gekoppeld te zijn aan een e-mailadres. Dit kan een school- of privé e-mailadres zijn van een leerling of het e-mailadres van de docent. Zo kan een hele groep anonieme gebruikersnamen gekoppeld worden aan één docenten e-mailadres. Leerlingen kunnen in ArcGIS Online webapps en storymaps maken en deze delen met anderen (zie voorbeeld 3 en 4). Dat kan een groep binnen de ArcGIS Online-omgeving van de school zijn of iedereen die de URL ontvangt (openbaar). Het is dus mogelijk om gemaakte content beperkt te delen. Een zelfgemaakte webapp of storymap ziet er al snel heel professioneel uit en leerlingen vinden het vaak leuk hun ouders en anderen te laten zien wat ze hebben gemaakt. Maar als docent moet je er wel voor waken dat leerlingen daarin geen privacygevoelige informatie opnemen. Bespreek dit vooraf met ze. Als leerlingen foto’s maken, moeten ze er bijvoorbeeld voor zorgen dat zijzelf of bewoners niet herkenbaar in beeld zijn. En als ze enquêtes afnemen onder bewoners (zoals in voorbeeld 2), moeten ze die mensen vooraf te vertellen dat de gegevens opgenomen worden in een online webapp. Dit geldt uiteraard ook voor andere opdrachten die aan bod komen in deze GIS-special.