@phdthesis{Fleischer2023, author = {Fleischer, Fabian Mark}, title = {Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf die kinematische Entwicklung von Blockgletschern und die Entstehung blockgletscher{\"a}hnlicher Landformen in den Ostalpen}, doi = {10.17904/ku.opus-850}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:824-opus4-8501}, school = {Katholische Universit{\"a}t Eichst{\"a}tt-Ingolstadt}, pages = {XXI, 120 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten}, year = {2023}, abstract = {Diese kumulative Dissertation befasst sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf Hochgebirgslandschaften, insbesondere mit der Morphodynamik und der langfristigen Entwicklung aktiver Blockgletscher im Kaunertal in den {\"O}tztaler Alpen, {\"O}sterreich. Dar{\"u}ber hinaus liefert die Arbeit am Beispiel des Zwieselbachferners in den Stubaier Alpen, {\"O}sterreich, neue Erkenntnisse {\"u}ber die Entstehung von blockgletscher{\"a}hnlichen periglazialen Landformen. Diese k{\"o}nnen durch das Zusammenwirken von Felsst{\"u}rzen und dem fortschreitenden Abschmelzen von Gletschern unterhalb der Gleichgewichtslinie entstehen. In dieser Arbeit werden sowohl moderne Fernerkundungstechnologien, wie luftgest{\"u}tztes LiDAR und digitale Luftbilder, als auch historische Datenquellen, wie analoge Luftbilder, historische Karten und Messdaten, verwendet. Durch diese Kombination k{\"o}nnen Fließgeschwindigkeiten und H{\"o}hen{\"a}nderungen dieser Landschaftselemente {\"u}ber mehrere Jahrzehnte dokumentiert werden. Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glicht dies eine detaillierte Untersuchung der Kinematik von Blockgletschern. Dabei reichen die Analysen auf Einzugsgebietsebene bis ins Jahr 1953 zur{\"u}ck. F{\"u}r das Fallbeispiel des Inneren {\"O}lgruben Blockgletschers reichen die Untersuchungen sogar bis ins Jahr 1922 zur{\"u}ck. Es wurde ein allgemeiner Trend in der Blockgletscherkinematik festgestellt, der mit der alpenweiten Beschleunigung seit den 1990er Jahren {\"u}bereinstimmt. Die Analyse deutet darauf hin, dass dieser Trend haupts{\"a}chlich auf den Anstieg der Fr{\"u}hlings- und Sommertemperaturen und das fr{\"u}here Eintreten des Endes der Schneebedeckung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Dies unterstreicht die Relevanz des gegenw{\"a}rtigen Klimawandels und seiner Auswirkungen auf die Blockgletscherbewegungen. Die Erkenntnisse, die durch die Erweiterung des Untersuchungszeitraums bis 1922 gewonnen werden konnten, best{\"a}tigen diese Annahmen und unterstreichen die Bedeutung k{\"u}rzerer Warmphasen und der Gletscher{\"u}berpr{\"a}gung zum Ende der LIA auf die Kinematik. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Entlastung durch Gletscherschmelze und das Abschmelzen von Toteis zu einer erh{\"o}hten Wasserverf{\"u}gbarkeit und zu Ver{\"a}nderungen des Spannungs- und Fließfeldes f{\"u}hren und somit erh{\"o}hte Fließbewegungen beg{\"u}nstigen. Die Untersuchung der multidekadischen Blockgletscherkinematik zeigte eine deutliche Variabilit{\"a}t in der Reaktion einzelner Blockgletscher und Blockgletscherloben. Trotz der generellen Beschleunigungstrends seit den 1990er Jahren offenbaren der Zeitpunkt, das Ausmaß und die zeitlichen Maxima der kinematischen Ver{\"a}nderungen eine differenzierte Sensitivit{\"a}t oder Reaktionsdynamik der einzelnen Blockgletscher und Blockgletscherloben gegen{\"u}ber Schwankungen und {\"A}nderungen der externen Einflussfaktoren. Dies weist auf die Bedeutung interner Faktoren f{\"u}r die Kinematik hin und unterstreicht die Komplexit{\"a}t dieser Geosysteme. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung der Entstehung und Entwicklung einer blockgletscher{\"a}hnlichen Landschaftsform, die durch einen Felssturz auf den Zwieselbachferner verursacht wurde. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Klimawandel eine entscheidende Rolle bei der Entstehung und Entwicklung solcher Landschaftsformen spielt. Seine Auswirkungen sind insbesondere im Hinblick auf die Gletscherdynamik, den Schutteintrag und die thermische Isolation des darunter liegenden Eises von großer Bedeutung. In unserem Fallbeispiel f{\"u}hrt ein Felssturz zur Bildung einer schuttbedeckten Landform mit einem Eiskern, die aufgrund der unterschiedlichen Abschmelzraten des schuttbedeckten Teils und des umgebenden Gletschers steile Fronten und Flanken aufweist. Die Extrapolation der Eisdickenentwicklung l{\"a}sst vermuten, dass dieser Teil des Gletschers nach dem vollst{\"a}ndigen Abschmelzen des umgebenden Gletschers als periglaziale blockgletscher{\"a}hnliche Landform erhalten bleibt.}, subject = {Kauner Tal}, language = {de} } @phdthesis{Stark2022, author = {Stark, Manuel}, title = {Chancen und Grenzen der photogrammetrischen Auswertung von luftgest{\"u}tzten Foto- und LIDAR-Aufnahmen f{\"u}r das geomorphologische Prozessverst{\"a}ndnis auf Einzugsgebietsskala in komplexen Terrains}, doi = {10.17904/ku.opus-750}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:824-opus4-7504}, school = {Katholische Universit{\"a}t Eichst{\"a}tt-Ingolstadt}, pages = {XVI, 200 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten}, year = {2022}, abstract = {Um die langfristige Genese einer Landschaft nachvollziehen zu k{\"o}nnen, ist es n{\"o}tig, die Prozesse vergangener Zeiten bzw. die daraus resultierenden Gel{\"a}ndeformen m{\"o}glichst genau zu rekonstruieren. Neben der Messung aktueller Prozessraten erfordert dies die Integration von historischen Prozessraten aus Messdaten unter vergangenen Umweltbedingungen. In diesem Zusammenhang zeigt sich das große Potential historischer Luftaufnahmen aus verschiedensten Archiven. F{\"u}r Europa sind diese f{\"u}r viele Regionen ab den fr{\"u}hen 1950er Jahren, vereinzelt sogar ab den 1930er Jahren erh{\"a}ltlich. Die potentiell erzielbaren Genauigkeiten topographischer Aufnahmen sind von einer Vielzahl an Faktoren gesteuert. Diese k{\"o}nnen aufgrund unterschiedlicher Sensoren und der individuellen naturr{\"a}umlichen Ausstattung eines jeden Untersuchungsgebietes sehr unterschiedlich sein. Die Qualit{\"a}t der finalen Produkte, im Speziellen die resultierenden Genauigkeiten und Aufl{\"o}sungen (r{\"a}umlich und zeitlich) der H{\"o}hen- und Gel{\"a}ndemodelle, wird vor allem von der Datenaufnahme und -Verarbeitung gesteuert. Bereits ab Mitte des 20. Jahrhunderts wurde damit begonnen Sedimentbilanzen f{\"u}r gesamte Einzugsgebiete zu erstellen, um die Prozessvielfalt und -Interaktion besser zu verstehen. Die Untersuchungen wurden zumeist auf der Hang- oder Plotskala durchgef{\"u}hrt. Mittels Extrapolation konnten so die Sedimentbilanzen f{\"u}r ganze Einzugsgebiete berechnet werden. Diese Arbeiten lieferten wichtige Erkenntnisse in Bezug auf den Sedimenthaushalt in bestimmten Teileinzugsgebieten, konnten aber noch keine detaillierten Aussagen {\"u}ber die r{\"a}umliche und zeitliche Variabilit{\"a}t der geomorphologischen Prozesse liefern. Prozesse geringer Magnituden konnten mit den klassischen analogen Messmethoden nur schwer oder gar nicht gemessen werden. Selbiges gilt f{\"u}r Prozesse hoher Magnitude aber geringer Frequenz, wenn diese nicht im entsprechenden Beobachtungszeitraum auftraten, aber mitunter einen großen Beitrag zum Sedimenthaushalt des Einzugsgebietes leisten und somit das gesamte geomorphologische System beeinflussen k{\"o}nnen. Die rasch voranschreitenden technologischen Entwicklungen im Computersektor und die Kommerzialisierung des Drohnenmarktes ab 2013 er{\"o}ffneten einer Vielzahl von Anwendern aus den verschiedensten Geowissenschaften, im Speziellen aber aus der Geomorphologie, den Zugang zu photogrammetrischen Verfahren. Die vorliegende kumulative Dissertation besch{\"a}ftigt sich mit der Frage nach den Chancen und Grenzen luftgest{\"u}tzter photogrammetrischer Produkte zur Verbesserung des geomorphologischen Prozessverst{\"a}ndnisses komplexer Landschaften auf Einzugsgebietsebene. Die innerhalb der Dissertation enthaltenen sechs Einzelstudien gehen dabei unterschiedlichen methodischen und fachlichen Schwerpunkten nach. Methodisch liegt der Fokus dabei auf der Beurteilung verschiedener UAS-Modelle aus unterschiedlichen Preis- und Gewichtsklassen sowie der Verarbeitung von historischen Luftbilddatens{\"a}tzen mittels der Structure-from-Motion Methode. Neben der Frage nach dem Einfluss verschiedener Aufnahme- und Auswerteparameter auf die Genauigkeit der resultierenden H{\"o}hen- und Gel{\"a}ndemodellen liegt der weitere Fokus auf der Beurteilung langfristiger geomorphologischer Ver{\"a}nderungen in den einzelnen Untersuchungsgebieten (Eichst{\"a}tt, Kaunertal, Toskana). Trotz m{\"o}glichst stabiler Aufnahmebedingungen und -Parameter zeigen die Gel{\"a}ndemodelle der einzelnen UAS unterschiedliche Fehlermagnituden und -auspr{\"a}gungen. F{\"u}r die Modelle XR6, Inspire 2 und Phantom 4 Pro sind die Unterschiede f{\"u}r die meisten geomorphologischen Untersuchungen aufgrund der geringen Standardabweichungen von 5 cm (XR6, Inspire 2 und Phantom 4 Pro) bis 16 cm (Mavic Pro) nicht relevant. Aufgrund der geringen Gr{\"o}ße, des Gewichtsvorteils und der damit einhergehenden Anwenderfreundlichkeit kann der Einsatz des Phantom 4 Pro UAS vor allem in schwer zug{\"a}nglichem Gel{\"a}nde vorteilhaft sein. Auf die Verwendung von UAS mit rolling-shutter-Sensoren (hier: Mavic Pro) sollte aufgrund h{\"o}herer geometrischer Verzerrungen und den daraus resultierenden Problemen bei der Bildverarbeitung mittels SfM-MVS verzichtet werden. Bez{\"u}glich der Verwendung von historischen Luftbildern zeigen alle innerhalb dieser Arbeit enthaltenen Studien die Eignung solcher Datens{\"a}tze zur SfM-MVS basierten Rekonstruktion von Gel{\"a}ndeoberfl{\"a}chen in komplexen Terrains auf Einzugsgebietsebene. Die Analysen zeigen, dass die Inklusion von Linsen-/Kamera-Kalibrierungsparametern in der SfM-MVS-Verarbeitung die Gel{\"a}ndemodellrekonstruktion maßgeblich verbessert. Fehlerhaft rekonstruierte Oberfl{\"a}chen treten vor allem in Datens{\"a}tzen auf, die ohne Kalibrierungsinformationen berechnet wurden auf. In den aus JPEG-Daten berechneten Gel{\"a}ndemodellen sind diese im Vergleich zu den TIFF-Datens{\"a}tzen weit st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt, und die TIFF-basierten Modelle weisen deutlich geringere Standardabweichungen auf. Vor allem die Fusion von Ergebnissen aus kurz- und langfristig angelegten Untersuchungen bietet großes Potential, um die Ver{\"a}nderungen in den geomorphologischen Systemen ganzer Einzugsgebiete besser zu verstehen.}, subject = {Orcia}, language = {mul} } @phdthesis{StockerWaldhuber2019, author = {Stocker-Waldhuber, Martin}, title = {Multi-method investigation of dynamic processes in rapidly changing Alpine glaciers [cumulative dissertation]}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:824-opus4-5187}, school = {Katholische Universit{\"a}t Eichst{\"a}tt-Ingolstadt}, pages = {116 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten}, year = {2019}, abstract = {Glacier retreat due to climate change is significant and well investigated on a regional scale. Much less is known about local effects, especially in the proglacial area. This thesis focuses on glacial changes and new methods to tackle the processes therein. The glacial changes within the catchment of the river Fagge, in the upper Kaunertal valley, are investigated by combining different direct glaciological, geodetic and geophysical methods. Alongside long-term monitoring of glacier flow velocities at adjacent glaciers, the investigation focuses on the glacier tongue of Gepatschferner. In addition to the direct measurements of the ice motion and the determination of the surface mass balance, the ice thickness and the thickness of subglacial sediments is measured with vibroseismic soundings. Changes in total area, elevation and volume are calculated from multiple high-resolution digital elevation models from airborne laser scans. These detailed glaciological investigations are part of the joint project PROSA, which focuses on the geomorphodynamics of the entire proglacial system and aims at balancing the sediment budget therein. The presented cumulative doctoral thesis consists of three publications and additional results from the glaciological part of PROSA. This includes long-term monitoring of glacier flow velocities (Paper 1), detailed investigations of the process development of a surface depression at the tongue of Gepatschferner (Paper 2), and an approach at closing the balances of ice, water and sediments on the glacier tongue (Paper 3). It turned out that the formation of circular and funnel-shaped surface depressions occurs as a consequence of increased glacier retreat rates. Additionally, the process of the depression development in turn increases the retreat rates. This exemplary development was caused by the evacuation of subglacial sediments after a heavy precipitation event and by decreasing glacier dynamics as a result of negative glacier mass balances. Beside the mass balances, the horizontal motion and especially the vertical motion of the glacier provide valuable information on the glacier state, such as measured in the long-term program on Kesselwandferner. The magnitudes of the mass exchanges showed the influence of extreme events, which exceed mean daily and even annual turnovers, as well as the role of the melt water production at the glacier tongue of Gepatschferner and its severe effect on the glacial runoff regime of the river Fagge.}, subject = {Kauner Tal}, language = {en} }