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Wegner Kerstin

• Sturzprozesse stellen einen wesentlichen geomorphologischen Prozess dar und nehmen insbesondere in Hochgebirgsregionen eine bedeutsame Rolle in der Prozessmorphologie ein. Sie beeinflussen die langfristige Relief- und Landschaftsentwicklung sowie den Sedimenttransport und die Sedimentproduktion. In mehreren wissenschaftlichen Studien wird von einer zunehmenden Häufigkeit von Sturzprozessen berichtet. Als Hauptursache für diese Entwicklung wird die fortschreitende Klimaveränderung diskutiert. Obwohl Sturzprozesse überwiegend in hochalpinen und abgelegenen Regionen auftreten, stellen sie aufgrund der zunehmenden Besiedlung und anthropogenen Nutzung des Alpenraums ein ernst zu nehmendes Naturgefahrenpotential für Mensch und Infrastruktur dar. Die Stabilität von Felswänden stellt ein komplexes Phänomen dar, das sich durch eine hohe Variabilität in Bezug auf Frequenz und Magnitude auszeichnet. In der vorliegenden Dissertation wurden Felswände und Schutthalden in verschiedenen hochalpinen und geomorphologisch aktivenSturzprozesse stellen einen wesentlichen geomorphologischen Prozess dar und nehmen insbesondere in Hochgebirgsregionen eine bedeutsame Rolle in der Prozessmorphologie ein. Sie beeinflussen die langfristige Relief- und Landschaftsentwicklung sowie den Sedimenttransport und die Sedimentproduktion. In mehreren wissenschaftlichen Studien wird von einer zunehmenden Häufigkeit von Sturzprozessen berichtet. Als Hauptursache für diese Entwicklung wird die fortschreitende Klimaveränderung diskutiert. Obwohl Sturzprozesse überwiegend in hochalpinen und abgelegenen Regionen auftreten, stellen sie aufgrund der zunehmenden Besiedlung und anthropogenen Nutzung des Alpenraums ein ernst zu nehmendes Naturgefahrenpotential für Mensch und Infrastruktur dar. Die Stabilität von Felswänden stellt ein komplexes Phänomen dar, das sich durch eine hohe Variabilität in Bezug auf Frequenz und Magnitude auszeichnet. In der vorliegenden Dissertation wurden Felswände und Schutthalden in verschiedenen hochalpinen und geomorphologisch aktiven Untersuchungsgebieten, darunter die Drei Zinnen (Italien), Gampenalm (Italien), Dreitorspitze (Deutschland), Zwieselbachtal (Österreich) sowie der Krater Dolomieu auf La Réunion, mit Hilfe multitemporaler terrestrischer Fotografien, terrestrischer historischer Fotoaufnahmen, terrestrischen Laserscannings sowie automatisierter Kamerasysteme mit photogrammetrischen Verfahren analysiert. Ziel dieser Dissertation ist es, zu prüfen, inwiefern historische Bilddaten in Kombination mit terrestrischen digitalen Fotografien und TLS zur Rekonstruktion vergangener Veränderungen der Felsoberfläche beitragen können. Dazu wurde die bekannte Felsformation Drei Zinnen in den Dolomiten (Italien) ausgewählt. Die Ergebnisse zeigen, dass nach aufwendiger und individueller Bearbeitung der Datensätze eine Quantifizierung der Oberflächenveränderungen an steilen Felswänden möglich ist. Volumenänderungen von 101 m³ und 1.873 m³ konnten für zwei Bereiche an den Felswänden für einen Zeitraum von 1970 bis 2018 bestimmt werden. Aussagen zum Einfluss des Klimawandels bleiben jedoch aufgrund der begrenzten Datenverfügbarkeit und Auflösung spekulativ. Zur Untersuchung der Sturz- und Prozessdynamik unter aktuellen Prozessbedingungen, insbesondere zur Vermeidung von Überlagerungen von unterschiedlich auftretenden Prozessen wie Muren oder Rutschungen, wurden am Dolomieu Krater Fotoaufnahmen eines fest installierten, automatisierten Kamerasystems (Webcam) zur kontinuierlichen Datenerfassung genutzt. Durch hochfrequente Daten soll eine Differenzierung der stattfindenden Einzelprozesse ermöglicht werden. Anhand der TLS-Daten so-wie ergänzender terrestrischer digitaler Fotoaufnahmen konnten neben sturzprozessbedingten Bereichen zwei weitere Areale mit Gesteinsablagerungen identifiziert werden. Für den Zeitraum von 2010 bis 2016 ließen sich dabei erfolgreich Oberflächenveränderungen berechnen. Die durch Sturzprozesse geprägten Bereiche zeigen Volumenänderungen von 18.606 m³ bzw. 2.921 m³. In den beiden weiteren, durch Ablagerungen gekennzeichneten Gebieten wurden Veränderungen von 2.995 m³ und 20.430 m³ festgestellt. Für zukünftige Untersuchungen dieser Art wird jedoch empfohlen, das Kamerasystem so zu positionieren und auszurichten, dass es den Anforderungen der Photogrammetrie entspricht. Eine weitere Untersuchung am Dolomieu-Krater auf La Réunion widmet sich dem Einfluss von Niederschlag und Seismizität auf Hanginstabilitäten. Ziel ist unter anderem die Bewertung der Eignung von TLS und Photogrammetrie zur Validierung von Volumenangaben, die auf seismischen Aufzeichnungen basieren. Im ersten Schritt wurde auf Grundlage seismischer Daten ein Katalog mit Informationen der Lage und den Volumina der Felsstürze im Krater erstellt. Ergänzend dazu erfolgten TLS-Messungen sowie digitale terrestrische Fotoaufnahmen entlang des Kraterrandes. Mithilfe photogrammetrischer Auswertungen konnte das Volumen der größten Ablagerung im nordwestlichen Kraterbereich ermittelt werden, das sich auf rund 80.000 m³ beläuft. Die seismischen Daten führten zu einer Volumenschätzung von etwa 100.000 m³. Neben der Quantifizierung von Oberflächenveränderungen und der entsprechenden Nutzung von TLS-Daten wird im Rahmen der Dissertation außerdem die Frage beantwortet, ob sich aus solchen hochaufgelösten topographischen Daten Prozesszusammenhänge von Sturzprozessen ableiten lassen. Untersucht wurden die Einflüsse von Blockgröße, -form, Lithologie und Rauigkeit auf die Reichweite von Sturzprozessen in mehreren Gebieten des Alpenraums (Gampenalm, Dreitorspitze, Zwieselbachtal) und am Krater Dolomieu unter unterschiedlichen geologischen Bedingungen. Die Analysen zeigen eine komplexe Beziehung zwischen Blockgröße und Blockform in Bezug auf die Reichweite der abgelagerten Blöcke innerhalb der unterschiedlichen lithologischen Bedingungen. Aus den Ergebnissen kann jedoch weder eine Bestätigung noch eine Ablehnung der Theorie der gravitativen Sortierung abgeleitet werden. Zwischen Blockgröße und -form sowie Reichweite konnte kein eindeutiger Zusammenhang festgestellt werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Blockgröße nicht die alleinige Einflussgröße ist und vielmehr ein komplexes Zusammenspiel mehrerer geomorphologischer Faktoren die Reichweite bestimmt.…
• Rockfall processes constitute a key geomorphological mechanism and, in particular, play a major role in the morphodynamics of high mountain regions. They influence long-term relief and landscape evolution as well as sediment production and sediment transport. Several scientific studies report an increase in the frequency of rockfalls. Progressive climate change is discussed as the principal driver of this development. Although rockfalls occur predominantly in high-alpine and remote areas, they pose a serious natural hazard potential to people and infrastructure due to the ongoing expansion of settlement and anthropogenic land use in the Alpine region. The stability of rock faces is a complex phenomenon characterized by pronounced variability in event frequency and magnitude. In this dissertation, rock faces and talus slopes were investigated in several high-alpine, geomorphologically active study areas, including the Tre Cime di Lavaredo (Italy), Gampenalm (Italy), Dreitorspitze (Germany), Zwieselbachtal (Austria) and the DolomieuRockfall processes constitute a key geomorphological mechanism and, in particular, play a major role in the morphodynamics of high mountain regions. They influence long-term relief and landscape evolution as well as sediment production and sediment transport. Several scientific studies report an increase in the frequency of rockfalls. Progressive climate change is discussed as the principal driver of this development. Although rockfalls occur predominantly in high-alpine and remote areas, they pose a serious natural hazard potential to people and infrastructure due to the ongoing expansion of settlement and anthropogenic land use in the Alpine region. The stability of rock faces is a complex phenomenon characterized by pronounced variability in event frequency and magnitude. In this dissertation, rock faces and talus slopes were investigated in several high-alpine, geomorphologically active study areas, including the Tre Cime di Lavaredo (Italy), Gampenalm (Italy), Dreitorspitze (Germany), Zwieselbachtal (Austria) and the Dolomieu Crater on La Réunion, using multitemporal terrestrial photographs, historical terrestrial photo archives, terrestrial laser scanning (TLS) and automated camera systems processed with photogrammetric methods. The aim of the dissertation is to examine to what extent historical imagery, in combination with terrestrial digital photography and TLS, can be used to reconstruct past changes in rock-surface morphology. For this purpose, the well-known rock formation of the Tre Cime di Lavaredo in the Dolomites (Italy) was selected. The results show that, following meticulous and dataset-specific processing, the quantification of surface changes on steep rock faces is feasible. For two areas of the cliffs, volume changes of 101 m³ and 1,873 m³ were determined for the period 1970 to 2018. However, statements regarding the influence of climate change remain speculative owing to limited data availability and resolution. To analyse rockfall and process dynamics under current conditions, particularly to avoid overlap with other processes such as debris flows or landslides, continuous data acquisition from a fixed, automated camera system (webcam) was employed at the Dolomieu Crater. The use of high-frequency data is intended to enable a differentiation of individual active processes. Based on TLS data and complementary terrestrial digital photographs, two additional areas of rock deposition were identified alongside rockfall-dominated sectors. For the period 2010–2016, surface changes were successfully computed. The rockfall-dominated areas exhibit volume changes of 18,606 m³ and 2,921 m³. In the two further areas characterised by accumulations, changes of 2,995 m³ and 20,430 m³ were observed. For future studies of this kind, it is recommended that the camera system be positioned and aligned to meet photogrammetric requirements. A further investigation at the Dolomieu Crater (La Réunion) addresses the influence of precipitation and seismicity on slope instabilities. One objective is to address the suitability of TLS and photogrammetry for validating volume estimates derived from seismic records. In a first step, a catalogue of rockfalls, including location and volume, was compiled from seismic data. TLS surveys and terrestrial digital photography along the crater rim were then carried out. Photogrammetric analysis yielded an estimate of approximately 80,000 m³ for the largest deposit in the north-western crater area, while the seismic data suggested a volume of around 100,000 m³. Beyond the quantification of surface changes and the use of TLS data, the dissertation also investigates whether high-resolution topographic datasets permit inference of process relationships for rockfalls. Specifically, the effects of block size, block shape, lithology, and surface roughness on runout distance were examined across several Alpine sites (Gampenalm, Dreitorspitze, Zwieselbachtal) and at the Dolomieu Crater, under contrasting geological conditions. The analyses reveal a complex relationship between block size and block shape with respect to the runout of deposited blocks within different litho-logical settings. The results neither confirm nor refute the theory of gravitational sorting. No unequivocal relationship between block size and shape on the one hand and runout on the other was identified. In-stead, the findings indicate that block size is not the sole controlling facter; rather, a multifactorial in-terplay of geomorphological conditions governs runout distances.…