Mathematisch-Geographische Fakultät
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The present cumulative thesis is based on 6 papers concerning 3 topics: Balian-Low theorems, exponential bases and neural network approximation.
Various extensions of the Balian-Low theorem are proved for Gabor spaces spanning strict subsets of the space of square-integrable functions on the real line.
Concerning exponential bases, we show that a partition of the unit interval into subintervals with rationally independent endpoints admits a so-called hierarchical Riesz spectral set.
Finally, in terms of neural network approximation, quantitative rates for the approximation of complex valued functions with Sobolev (real) regularity via complex valued neural networks are obtained. Additionally, a network architecture is provided for approximating classifier functions with Barron boundaries without the curse of dimensionality.
Im Tourismus stellt der Fach- und Arbeitskräftemangel seit Jahrzehnten eine der größten Herausforderungen dar. Ohne Migration ist die Arbeit nicht mehr bewältigbar. Dadurch trägt der Sektor zur internationalen Arbeitsmigration und -mobilität bei und erfüllt gleichzeitig eine wesentliche Funktion bei der Aufnahme von Menschen mit Migrationshintergrund in den Erwerbsmarkt. Die Gründe für die Einstellung von Migrant*innen sind aus Unternehmenssicht vielfältig; sie liegen im Spannungsfeld zwischen günstigen Arbeitskosten, der Schließung von Personallücken und einem Zugewinn an Kompetenzen. Die Erfahrungen und Sichtweisen der (zugewanderten, mobilen) Arbeitskräfte bleiben jedoch meist unberücksichtigt. So auch in Südtirol, einer norditalienischen Provinz, wo es kaum Studien zur dortigen Beschäftigungssituation von Menschen mit Migrationshintergrund im Tourismus gibt, obwohl die Region bereits in den 1990er Jahren die Personalnot der Branche mithilfe von Arbeitsmigration zu lösen versuchte.
Vor diesem Hintergrund geht die vorliegende Untersuchung der Frage nach: Welche Rolle nimmt der Tourismussektor für Migrant*innen im Verlauf ihrer Leben ein und inwieweit erweitert oder begrenzt dieser ihre Agency (Handlungsfähigkeit)?
Es geht folglich darum zu verstehen, welchen Einfluss die gegebenen Rahmenbedingungen und (insbesondere touristische) Kontexte auf die individuelle Handlungsfähigkeit von Migrant*innen haben. Arbeit erfolgt immer in einem gesellschaftlichen und geographischen Kontext; daher ist es von Interesse zu verstehen, inwieweit das Handlungsvermögen von Arbeitskräften dadurch beeinflusst wird.
Um die Sichtweisen und Arbeitserfahrungen von Migrant*innen im Tourismus erfassen und die Forschungsfrage beantworten zu können, wurde für die vorliegende Arbeit ein qualitativ-induktiver und von der Empirie geleiteter Forschungsansatz gewählt. Subjekte und ihre Erfahrungen sowie das Verhältnis von Individuum und Gesellschaft werden dadurch ins Zentrum der Untersuchung gestellt. Biographisch-narrative Interviews mit Migrant*innen und semi-strukturierte Interviews mit Führungskräften aus der Südtiroler Beherbergung und Gastronomie dienen dazu, Ansichten aus der Perspektive der Arbeitskräfte und Unternehmen einzufangen und ein ganzheitliches Bild zu zeichnen. Der Fokus auf die individuelle Ebene der Arbeitskräfte und ihre Biographien gibt Aufschluss über Migrationsprozesse, subjektive Erfahrungen und Agency im und durch den Tourismus sowie im gesamtgesellschaftlichen Kontext.
Die zentralen Untersuchungsergebnisse lassen erkennen, dass die Situation und die Handlungsfähigkeit von Migrant*innen in Südtirol nicht nur durch den Arbeitsplatz und die Bedürfnisse der Branche, sondern insbesondere durch ihre soziale und geographische Einbettung beeinflusst wird und Migrant*innen unterschiedliche Strategien anwenden, um ihre Arbeits- und Lebenssituation zu verbessern. Jedoch zeigen sich auch klar Benachteiligungen von Migrant*innen am Erwerbsmarkt und Einschränkungen ihrer Agency im Aufnahmekontext.
Das Abschmelzen der Gletscher in den europäischen Alpen seit dem Ende der Kleinen Eiszeit (LIA) um die Mitte des 19. Jahrhunderts, das durch den Klimawandel noch verstärkt wurde, hat seitdem zur Entstehung großflächiger proglazialer Bereiche geführt. Diese unterliegen zum Teil einer lang anhaltenden und intensiven Morphodynamik.
Trotz vieler Forschungsanstrengungen bestehen nach wie vor einige Wissenslücken über die sich verändernde Morphodynamik. Für quantitative Langzeitanalysen dieser wurden in einigen Studien historische Luftbilder verwendet. Da diese aber erst ab Mitte des 20. Jahrhunderts zur Verfügung stehen, ergibt sich bis zum Ende des LIA eine zeitliche Lücke von ca. 100 Jahren, für die die Reaktion der Flächen auf die Eisfreisetzung kaum bekannt ist. Um entsprechende Aussagen treffen zu können, sind daher weitere Daten und Untersuchungen erforderlich. Inwieweit sich das Erosionsmuster der geomorphologisch aktiven Flächen über die letzten Jahrzehnte hinweg verändert hat, ist ebenfalls nicht bekannt. Auch der Einfluss sich ändernder externer Faktoren, wie Temperatur und Niederschlag auf geomorphologische Hangprozesse und der Einfluss der sich klimawandelbedingt ändernden Naturraumausstattung proglazialer Flächen auf Erosions- und Akkumulationsflächen, sind unzureichend untersucht. Um den Fortschritt der paraglazialen Hanganpassung beurteilen zu können, fehlen zudem jahrzehntelange Vergleichswerte der Erosionsraten der LIA-Lateralmoränen mit denen außerhalb dieser Flächen, z.B. auf würmzeitlichen proglazialen Flächen. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die genannten Forschungslücken zu adressieren und entsprechende Ergebnisse mit bestehenden Studien zu diskutieren.
Um einen ausreichend langen Untersuchungszeitraum zu gewährleisten, wurden verschiedene topographische Datengrundlagen aus unterschiedlichen Zeiträumen, basierend auf unterschiedlichen Fernerkundungsdaten, verwendet und miteinander kombiniert. Dazu gehören historische und aktuelle Luftbilder ab Mitte des 20. Jahrhunderts sowie aktuelle Light Detection and Ranging-Daten ab Mitte der 2000er Jahre, die entsprechend zu Orthofotos für flächenhafte Analysen bzw. zu digitalen Geländemodellen für volumetrische Analysen aufbereitet wurden. Um den Analysezeitraum in die zweite Hälfte des 19. und die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts auszudehnen, wurden einerseits historische terrestrische Schrägaufnahmen mittels digitalem Monoplotting ausgewertet und andererseits historische topographische Karten zu digitalen Geländemodellen prozessiert. Neben den topographischen Datensätzen wurden zudem naturräumliche Informationen wie meteorologische, hydrologische und vegetationskundliche Daten analysiert.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die beiden hier vorgestellten Ansätze geeignet sind, den Zeitraum für quantitative Analysen der Morphodynamik auf LIA-Lateralmoränen und damit die Untersuchung paraglazialer Hanganpassungsprozesse zeitlich bis in die zweite Hälfte des 19. und die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts zu erweitern. Die flächenhafte Analyse der Veränderung geomorphologisch aktiver Flächen auf Basis georeferenzierter Orthofotos zeigt eine nahezu kontinuierliche Flächenzunahme der (initialen) Runsensysteme eines LIA-Lateralmoränenabschnittes im Zeitraum zwischen 1890 und 2020. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts zeigen die volumetrischen Analysen, die am gleichen Hang durchgeführt wurden, allerdings eine Abnahme der geomorphologischen Aktivität. Ein Differenzgeländemodell, das aus karten- und luftbildbasierten digitalen Geländemodellen berechnet wurde, ermöglichte es zudem, eine Rutschung mit entsprechend höherer Magnitude zu erkennen, welche sich zwischen 1922 und 1953 ereignete.
Die volumetrischen Analysen, die einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten (ab der Mitte des 20. Jahrhunderts) abdecken, zeigen im Allgemeinen eine Abnahme der geomorphologischen Aktivität der LIA-Lateralmoränen. In einigen Fällen kann auch ein zunehmender Trend oder ein Verbleiben der Morphodynamik auf ähnlichem Niveau nachgewiesen werden. Dies kann als Verzögerung des paraglazialen Anpassungsprozesses interpretiert werden, bzw. zeigt, dass die Systeme einer solchen Anpassung auch entgegenlaufen können. Bei der Analyse der Entwicklung der Erosionsmuster auf den Hängen konnten vor allem zwei Gruppen von geomorphologisch aktiven Flächen mit unterschiedlichen Reaktionen identifiziert werden. Auf der einen Seite zeigt eine Gruppe nicht nur einen abnehmenden Sedimentaustrag, sondern auch eine anfänglich deutlich höhere Variabilität des Erosionsmusters innerhalb der Fläche, die im Laufe der Jahrzehnte konstanter wird. Eine weitere Gruppe zeigt ebenfalls eine Abnahme des Sedimentaustrags über die Jahrzehnte, jedoch bleibt das Erosionsmuster innerhalb der Fläche über die Zeiträume hinweg konstant, so dass beide Gruppen in den letzten Jahrzehnten ein ähnliches Verhalten zeigen. Die entsprechenden Ergebnisse führten schließlich zur Entwicklung des „Sedimentaktivitätskonzepts“, welches den paraglazialen Hanganpassungsprozess der letzten Jahrzehnte zusammenfasst.
Erosionsflächen mit einer höheren mittleren und maximalen Hangneigung sowie einer größeren Hanglänge weisen generell höhere geomorphologische Aktivitäten auf als solche mit entsprechend geringeren Werten. Diese Charakteristik scheint jedoch einen größeren Einfluss auf die geomorphologische Aktivität zu haben als die Zeit der Eisfreiwerdung. Analysen sich verändernder externer Faktoren, wie der Temperatur- und Niederschlagswerte, konnten sowohl fördernde als auch hemmende Auswirkungen auf geomorphologische Hangprozesse identifizieren, sodass abschließend nicht beurteilt werden kann, inwieweit sich diese tatsächlich auf die Erosionsprozesse der letzten Jahrzehnte der LIA-Lateralmoränen ausgewirkt haben. Es ist davon auszugehen, dass der andauernde paraglaziale Anpassungsprozess, der in der Regel mit einer Abnahme der Morphodynamik proglazialer Flächen verbunden ist, hier einen deutlich größeren Einfluss hat, als die sich ändernden meteorologischen Einflüsse.
Die Langzeit-Vegetationsanalysen zwischen 1890 und 2020 haben gezeigt, dass sich die Vegetation innerhalb eines LIA-Lateralmoränenabschnitts vor allem in den Bereichen entwickelt, die geomorphologisch nicht aktiv sind. In den geomorphologisch aktiven Flächen schwankt die Vegetationsausbreitung deutlich stärker, da diese durch Erosions- und Ablagerungsprozesse regelmäßig zurückgedrängt wird. Mit zunehmendem Abfluss konnte in jüngerer Zeit beobachtet werden, dass Akkumulationsflächen seitlich erodiert werden können. Ebenso kann gezeigt werden, dass die geomorphologische Aktivität innerhalb des Vorfluters eine Verflachung im unteren Bereich der Hänge unterbindet und letztlich eine Verlandung der Erosionsbasis verhindert, was wiederum für die angrenzenden Hänge erosionsfördernd sein kann.
Der Vergleich mit den langjährigen Erosionsraten außerhalb der proglazialen Flächen zeigt, dass die Erosionsraten auf den LIA-Lateralmoränen um einige Magnituden höher liegen. Daraus kann geschlossen werden, dass sich diese noch deutlich in der Phase der paraglazialen Anpassung befinden.
The existence of the common ash (Fraxinus excelsior L.) is acutely threatened by ash dieback, caused by the fungus Hymenoscyphus fraxineus. The disease may lead to reduced pollen flow due to crown damage and tree mortality, which affects the reproductive ecology of Fraxinus excelsior L. However, sexual reproduction in forest trees plays an essential role not only in species conservation and adaptive potential, but also in natural selection and the promotion of genetic diversity. The impending risk of reduced gene flow is therefore of serious concern and threatens the conservation of this valuable tree species. Therefore, it is critical to advance research on the effects of ash dieback on (effective) pollen transport and reproductive ecology of Fraxinus excelsior L. These results can be used to support forest management, such as maintaining ash genetic diversity and promoting the development of natural resistance. Therefore, this study will conduct extensive research in two seed orchards and one floodplain forest in Southern Germany from 2018 to 2021. The main objective of this dissertation was to improve our understanding of gene flow patterns by investigating (effective) pollen dispersal, pollen production and pollen and seed quality of ash trees in relation to their health status.
The main research questions were:
(1) How does ash (effective) pollen transport vary with stand density, ash abundance and meteorology?
(2) Is there a link between mating success and damage to the paternal tree?
(3) Does the health of the ash trees affect pollen and seed quality, as well as pollen quantity?
To answer these questions, different methods were used in the study areas, which differed in topography and degree of stocking. Therefore, not all parameters were examined at every site and in every year, depending on the issue concerned. The health status of the ash trees was assessed every year in July using a six-level vitality score. In addition, phenological observations were made annually in spring according to the BBCH code to determine different phenological stages such as beginning of flowering, full flowering, flower wilting and end of flowering.
Aerobiological pollen measurements were carried out in the two orchards in 2019 and 2020 using self-constructed gravimetric pollen traps of the Durham type. One of the traps was placed in the center of each orchard and up to five additional traps were placed at a maximum distance of 500 m from the orchard. Five vaseline-coated slides were attached to each trap (one in each cardinal di-rection and one horizontally) to measure pollen transport (N=4) and weekly cumulative pollen position (N=1). To study the influence of meteorological parameters, a climate station was placed in each orchard. In addition, other anemometers or data loggers for air temperature and relative humidity were installed.
For paternity analyses, cambium samples were collected for genotyping from branches and stumps of 251 ash trees in a seed orchard and floodplain forest. In addition, seeds were collected from 12 parent trees per site with different health status. Genetic analyses were performed to determine paternal trees using nuclear microsatellites. Paternities were assigned using the likelihood model implemented in Cervus 3.0.7 software.
Pollen viability of ash trees with different health status were studied at all three sites. Pollen production in the two seed orchards and seed quality in one orchard and the floodplain forest. For this purpose, inflorescences of 105 ash trees (pollen production), pollen of 125 ash trees (pollen viability) and seeds of 53 ash trees (seed quality) were collected. Pollen production was estimated from flower to tree level and pollen viability was determined using the TTC (2,3,5-triphenyltetrazolium chloride) test. In addition, pollen storage experiments were carried out to investigate the influence of meteorological factors on pollen viability. Pollen were stored for various periods at different temperatures and humidity conditions and their viability was determined. Seeds were analyzed for quantity and quality (solid, hollow grains, insect damage and germination) and seed quality was determined by both stratification and the TTC test.
The results on aerobiological pollen transport showed that pollen transport is related to meteorology, phenological development and the topography of the study site. The Schorndorf orchard, located on a slope, showed higher pollen levels at the downslope traps, likely due to the transport of pollen by cold air flow. The prevailing wind direction often corresponded with the compass direction in which the highest pollen deposition was measured. When analyzing the pollen data for individual traps, the highest pollen levels were measured outside the orchards in 2019, a year with low flower development. In contrast, most pollen were collected inside the orchard in the pollen-rich year 2020. This suggests that trees outside the orchard can potentially contribute more to pollination in a poor pollen year. In Emmendingen, minor difference in pollen quantity was found between traps at 1.5 m and 5 m height, but there were temporal differences indicating vertical variation in pollen availability. Ash pollen were found to be transported over a distance of more than 400 m, with the amount of pollen decreasing with increasing distance. About 50 % less pollen were measured at a distance of 200 m, but even at a distance of 500 m more than 10 % pollen were still detected.
The studies on effective pollen transport showed similar results: the average distance between father and mother tree was 76 m in the orchard and 166 m in the floodplain forest, with pollination success decreasing considerably with increasing distance. Despite the dense tree cover, the longest distances (> 550 m) were recorded in the floodplain forest. Based on this and the fact that 66.5 % cross-pollen input was recorded in the seed orchard, it can be assumed that pollination does not only involve local sources. However, self-pollination generally did not have a substantial effect on ash reproduction. In terms of health status, both healthy and slightly damaged parent trees showed similar mating success. However, in severely damaged trees almost no flowering could be documented. In general, it was demonstrated that both healthy and slightly diseased fathers sired more offspring than severely diseased ash trees.
The effect of ash dieback on pollen production showed no significant difference between healthy and diseased ash trees, although 53 % of severely diseased male ash trees did not produce flowers. In terms of pollen viability, there was a tendency for diseased ash trees to have less viable pollen than healthy ash trees. In addition, the viability experiments revealed a strong influence of prevailing temperatures on pollen viability, which decreased more rapidly under warmer conditions. There was also no statistical difference in seed quality between ash trees of different health status. However, non-viable seeds were often heavily infested with insects.
In summary, the studies show that a variety of factors influence the reproductive ecology and (effective) pollen transport of ash trees. However, the fact that severely affected ash trees are linked to a reduced flower production and lower pollen quality suggests that as health deteriorates, reproductive capacity also declines. It is therefore likely that severely diseased ash trees have a limited ability to pass on their genes to the next generation. Paternity analyses also suggest that high vigor has a positive effect on reproductive success and that pollen transport can occur over long distances. As susceptibility to ash dieback can be passed on from parents to offspring, these reactions to ash dieback may make ash populations less susceptible in the future.
Finance without foundations
(2022)
This thesis examines the role of financial inclusion by way of access to formal financial services such as savings, credit, transfers and payments, in supporting the lives of refugees in protracted displacement in Jordan. It asks if such access enables smoother financial and livelihood transitions as refugees arrive and integrate into their new environments in host countries. It critically evaluates the narrative presented by humanitarian actors supporting financial inclusion as a marketled intervention to support refugee self-reliance. It argues that the limited provision of financial services through mobile wallets and micro-credit is not sufficient to financially integrate refugees. Above all, it demonstrates through the in-depth qualitative research in Jordan that in a context where refugees’ livelihoods are constrained due to a lack of foundational economic rights, financial services can only marginally improve their lives by making it more convenient to receive remittances and humanitarian transfers.
The research is embedded in a larger project called “Finance in Displacement: Exploring and strengthening financial lives of forcibly displaced persons” (FIND), which was initiated in 2019 as a collaboration between the Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, the Tufts University, and the International Rescue Committee. The project was supported by the German Federal Ministry for Economic Cooperation and Development (BMZ).
Background:
Pollen allergies are widespread around the world, making the study of pollen levels in and around cities a task of high importance. This is also related to the fact that an increasing number of people is living in cities and urban areas are expanding. In addition, environmental changes in the context of climate change are expected to alter plant characteristics that affect the amount of pollen in the air. In order to assess the allergy risk, information on pollen that people are exposed to is needed. Monitoring of aeroallergens in cities is often conducted using a single trap. This trap can provide information on background pollen concentration, however, it does not reflect temporal and spatial variations of pollen at street level of the heterogeneous urban environment. The amount of pollen in the air is the result of a number of processes, one of which is pollen production. Pollen production is expected to be altered by climate change and is influenced by environmental factors such as temperature or air pollutants. To further investigate variations of allergenic pollen in cities, this thesis focuses on these central research questions:
- Are there differences in the amount of airborne pollen between urban and rural locations and do pollen loads vary at different spatial and temporal scales?
- What is the influence of land use and management on pollen loads?
- Is there a difference in pollen production of allergenic species between urban and rural locations and can the influence of environmental factors be detected?
Data and Methods:
Data on airborne pollen were gathered in two study areas with various pollen traps. In Ingolstadt, Germany, background pollen concentrations of Poaceae were measured in 2019 and 2020. Additionally, a network consisting of twelve gravimetric pollen traps was set up during the grass pollen seasons of those years. For an additional sampling campaign, portable volumetric traps were used to measure pollen concentration at street level. Investigations were also conducted in Sydney, Australia, where concentrations of Poaceae, Myrtaceae and Cupressaceae pollen and Alternaria spores were measured during three pollen seasons from 2017 to 2020. In the summer of 2019/2020, additional ten gravimetric traps were set up. For both study areas, pollen season characteristics and temporal and spatial variations of pollen concentrations and pollen deposition were analysed in context with land use, land management and meteorological parameters.
Furthermore, pollen production of the allergenic species Betula pendula, Plantago lanceolata and Dactylis glomerata was investigated in the Ingolstadt study area along an urbanisation gradient, which covered different types of land use. In total, 24 individuals of B. pendula, 82 individuals of P. lanceolata and 54 individuals of D. glomerata were analysed. Pollen production was compared between urban and rural locations and the influence of air temperature and the air pollutants nitrogen dioxide (NO2) and ozone (O3) was assessed. Air temperature was measured in the field and pollutant concentrations were computed using a land use regression model.
Results and Discussion:
In Ingolstadt, grass pollen concentrations and deposition were generally higher at rural than at urban locations as documented in peak values and seasonal totals. Diurnal variations however, did not vary between urban and rural locations. Grass pollen levels were linked to local vegetation and land use but also land management, as grass cutting was reducing pollen levels in the surroundings.
In Sydney, pollen season characteristics varied between the seasons and we found significant correlations between daily pollen and spore concentrations and meteorological parameters. There were significant positive correlations with air temperature for all analysed pollen and spore types. Correlations with humidity (Myrtaceae, Cupressaceae, Alternaria) and precipitation (Myrtaceae, Cupressaceae) were negative. Spatial variations of pollen deposition were observed, but there were no correlations with land use. This could be attributable to the drought before and during this sampling campaign as well as the temporal setting of the sampling campaign.
The results from both study areas suggest that local vegetation is the main influence on the pollen amount at street level. However, when the season’s intensity decreased, other influences such as resuspension or pollen transport become more important. Analyses of pollen production revealed statistically significant differences between urban and rural locations for B. pendula and P. lanceolata. Pollen production decreased with temperature and urbanisation for all species, however, pollen production varied at small spatial distances within species. For increasing air pollutant levels, decreases were observed for B. pendula and P. lanceolata, but increases for D. glomerata. These results suggest that environmental influences seem to be species-specific.
The results from the studies contribute to the knowledge on temporal and spatial variations of airborne pollen in cities, as well as on pollen production of allergenic species. They highlight the importance of pollen monitoring at street level and at different locations in cities to assess the amount of pollen that people are exposed to. Further research in this area should investigate the influence of land management, which was identified to influence the amount of pollen in the air, and which could be a mitigation strategy for allergy-affected people. In addition, pollen production should be further examined with different kinds of experiments, as it is the major influence of ambient pollen concentration in the air.
Linear regression models are very popular among users as they allow an intuitive interpretation of the dependencies between an outcome variable and explanatory variables. However, to avoid false conclusions from such models, any statistical inference should be backed up by a goodness-of-fit test. These tests check whether the hypothesised class of possible regression functions has been adequately chosen.
In this work, goodness-of-fit tests for univariate linear regression models based on the asymptotic distribution of residual CUSUM processes are studied. In the literature, a distinction is made between random designs and fixed designs when studying such goodness-of-fit tests. We prove that for each of these two scenarios (random and fixed design) there is a corresponding uniform design, we examine similarities and differences between these two scenarios, and prove that, when it comes to goodness-of-fit tests in in linear regression models based on the asymptotic distribution of residual CUSUM processes, one can assume without loss of generality a generic linear regression model.
Furthermore, a geometric interpretation of residual CUSUM limit processes as projections on certain reproducing kernel Hilbert spaces is given, the effect of heteroscedastic regression errors on residual CUSUM limit processes is investigated, and an interpretation of the Khmaladze maratingale transformation as a continuous-time recursive least squares method is made explicit.
Um die langfristige Genese einer Landschaft nachvollziehen zu können, ist es nötig, die Prozesse vergangener Zeiten bzw. die daraus resultierenden Geländeformen möglichst 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. Für Europa sind diese für viele Regionen ab den frühen 1950er Jahren, vereinzelt sogar ab den 1930er Jahren erhältlich. Die potentiell erzielbaren Genauigkeiten topographischer Aufnahmen sind von einer Vielzahl an Faktoren gesteuert. Diese können aufgrund unterschiedlicher Sensoren und der individuellen naturräumlichen Ausstattung eines jeden Untersuchungsgebietes sehr unterschiedlich sein. Die Qualität der finalen Produkte, im Speziellen die resultierenden Genauigkeiten und Auflösungen (räumlich und zeitlich) der Höhen- und Geländemodelle, wird vor allem von der Datenaufnahme und -Verarbeitung gesteuert. Bereits ab Mitte des 20. Jahrhunderts wurde damit begonnen Sedimentbilanzen für gesamte Einzugsgebiete zu erstellen, um die Prozessvielfalt und -Interaktion besser zu verstehen. Die Untersuchungen wurden zumeist auf der Hang- oder Plotskala durchgeführt. Mittels Extrapolation konnten so die Sedimentbilanzen für ganze Einzugsgebiete berechnet werden. Diese Arbeiten lieferten wichtige Erkenntnisse in Bezug auf den Sedimenthaushalt in bestimmten Teileinzugsgebieten, konnten aber noch keine detaillierten Aussagen über die räumliche und zeitliche Variabilität der geomorphologischen Prozesse liefern. Prozesse geringer Magnituden konnten mit den klassischen analogen Messmethoden nur schwer oder gar nicht gemessen werden. Selbiges gilt für 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 können. Die rasch voranschreitenden technologischen Entwicklungen im Computersektor und die Kommerzialisierung des Drohnenmarktes ab 2013 eröffneten einer Vielzahl von Anwendern aus den verschiedensten Geowissenschaften, im Speziellen aber aus der Geomorphologie, den Zugang zu photogrammetrischen Verfahren. Die vorliegende kumulative Dissertation beschäftigt sich mit der Frage nach den Chancen und Grenzen luftgestützter photogrammetrischer Produkte zur Verbesserung des geomorphologischen Prozessverständnisses 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 Luftbilddatensätzen mittels der Structure-from-Motion Methode. Neben der Frage nach dem Einfluss verschiedener Aufnahme- und Auswerteparameter auf die Genauigkeit der resultierenden Höhen- und Geländemodellen liegt der weitere Fokus auf der Beurteilung langfristiger geomorphologischer Veränderungen in den einzelnen Untersuchungsgebieten (Eichstätt, Kaunertal, Toskana). Trotz möglichst stabiler Aufnahmebedingungen und -Parameter zeigen die Geländemodelle der einzelnen UAS unterschiedliche Fehlermagnituden und -ausprägungen. Für die Modelle XR6, Inspire 2 und Phantom 4 Pro sind die Unterschiede für 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 Größe, des Gewichtsvorteils und der damit einhergehenden Anwenderfreundlichkeit kann der Einsatz des Phantom 4 Pro UAS vor allem in schwer zugänglichem Gelände vorteilhaft sein. Auf die Verwendung von UAS mit rolling-shutter-Sensoren (hier: Mavic Pro) sollte aufgrund höherer geometrischer Verzerrungen und den daraus resultierenden Problemen bei der Bildverarbeitung mittels SfM-MVS verzichtet werden. Bezüglich der Verwendung von historischen Luftbildern zeigen alle innerhalb dieser Arbeit enthaltenen Studien die Eignung solcher Datensätze zur SfM-MVS basierten Rekonstruktion von Geländeoberflächen in komplexen Terrains auf Einzugsgebietsebene. Die Analysen zeigen, dass die Inklusion von Linsen-/Kamera-Kalibrierungsparametern in der SfM-MVS-Verarbeitung die Geländemodellrekonstruktion maßgeblich verbessert. Fehlerhaft rekonstruierte Oberflächen treten vor allem in Datensätzen auf, die ohne Kalibrierungsinformationen berechnet wurden auf. In den aus JPEG-Daten berechneten Geländemodellen sind diese im Vergleich zu den TIFF-Datensätzen weit stärker ausgeprägt, 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 Veränderungen in den geomorphologischen Systemen ganzer Einzugsgebiete besser zu verstehen.
Seit dem Ende der Kleinen Eiszeit in der Mitte des 19. Jahrhunderts findet in den Alpen eine rasche Gletscherschmelze statt, die durch den aktuellen Klimawandel zusätzlich verstärkt wird. Im Zuge dessen werden große Areale mit lockerem Sediment freigelegt, unter anderem in Form von Lateralmoränen. Diese erfahren aufgrund ihres hohen Anteils an Lockermaterial und ihrer großen Neigung häufig eine Überformung durch geomorphologische Prozesse wie Muren, Rutschungen oder fluvialen Abtrag. Die Ergebnisse bisheriger Studien weisen darauf hin, dass die Geomorphodynamik auf Lateralmoränen während und im direkten Anschluss an die Gletscherschmelze am höchsten ist und im weiteren Verlauf abnimmt. Diese Untersuchungen fanden meist nur zu einem einzigen Zeitpunkt, aber auf Lateralmoränenabschnitten in verschiedenen Abständen zur rezenten Gletscherzunge statt. Diese Abstände wurden dabei mit einer unterschiedlich langen Zeit seit Entgletscherung gleichgesetzt.
Im Gegensatz dazu wurde in dieser Arbeit anhand einer Auswahl von 10 Gletschervorfeldern in den Ostalpen der Frage nachgegangen, welche geomorphodynamischen Entwicklungen und Veränderungen von geomorphologischen Prozessen Lateralmoränen bei einer Beobachtung über Jahrzehnte hinweg zeigen. Für den Blick in die Vergangenheit wurden Archivluftbilder genutzt, die bis in die 1950er Jahre zurückreichen. Weitere Luftbilddatensätze stammen für die meisten untersuchten Gebiete aus den 1970er und 2000er Jahren. Die Luftbilder ermöglichten die Berechnung von Höhenmodellen, über deren Differenz Oberflächenveränderungen detektiert werden konnten. Aktuelle Fotoaufnahmen mit einer Drohne aus zwei aufeinanderfolgenden Jahren erlaubten zudem die hochgenaue Untersuchung rezent stattfindender Prozesse auf ausgewählten Abschnitten der Lateralmoränen. Die Ergebnisse zeigen ein sehr differenziertes Bild der Entwicklung der Morphodynamik und identifizierten Lateralmoränenabschnitte, deren Erosionsraten stagnieren, einen Lateralmoränenabschnitt mit zunehmenden Raten sowie eine überwiegende Anzahl mit über die Jahrzehnte abnehmender Morphodynamik, die jedoch bei vielen dieser Flächen auf einem hohen Niveau verbleibt. So weisen Moränenabschnitte mit hoher Morphodynamik ab Beginn des Beobachtungszeitraumes größtenteils bis heute sehr hohe Erosionsraten von bis zu 11 cm im Jahr auf und sind von einer starken Runsenbildung am Oberhang geprägt. Ein Zusammenhang zwischen der Entwicklung der Morphodynamik und der Zeit seit Entgletscherung konnte nur sehr bedingt festgestellt werden. Vielmehr deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Beschaffenheiten der Lateralmoränen wie die primäre Hangneigung zum Zeitpunkt der Entgletscherung großen Einfluss auf die spätere Morphodynamik ausüben. Aufgrund dieser Beobachtungen muss hinterfragt werden, inwiefern Vergleichsuntersuchungen von Moränenabschnitten in unterschiedlicher Entfernung zur rezenten Gletscherzunge tatsächlich Hinweise auf den Ablauf der Stabilisierung von Lateralmoränen liefern und ob die vorgeschlagenen Modelle einer raschen Stabilisierung innerhalb einiger Jahrzehnte nach Entgletscherung aufgrund dessen, was die in die Vergangenheit reichenden Daten zeigen, nicht überdacht werden müssen.
Diese Studie untersucht am Beispiel des Arava Institute for Environmental Studies in Israel, wie umweltbasierte Friedensbildungsmaßnahmen die Wahrnehmung eines Konflikts bei Akteuren auf der Graswurzelebene verändern können. Ausgangsüberlegung ist dabei, Umwelt nicht nur als Teil des Konfliktes zu interpretieren, sondern als konfliktneutralen Katalysator einzusetzen. Die auf dieser Basis erreichte Veränderung der Wahrnehmung des Konflikts wird in Form von konstruierten Raumbildern sowie den Bausteinen der Versöhnung nach LEDERACH (1997) konzeptualisiert. Die empirischen Einblicke zeigen zum einen die Bedeutung von physischen wie sozialen Orten und Räumen als Rahmen für die konstruktive Auseinandersetzung. Zum anderen lässt sich in Bezug auf die Konfliktwahrnehmung ein Bruch zwischen einer positiven Veränderung des Bildes der anderen Gruppe sowie dem Wunsch nach Frieden und der persistenten Konstruktion des Erbes sowie dem schweren Schritt der Vergebung ableiten.