GEOGRAPHIE INNSBRUCK ALS-X Projekt Einsatz von Airborne Laser Scanning für Gletschermonitoring Bollmann E., Fischer A.*, Fritzmann P., Georges Ch.**., Hochschild V.***, Sailer R., Stötter J. Zielsetzung Eine zentrale Zielsetzung des ALS-Projekts ist die Auswertung von flugzeuggestützen Laserscannerdaten für glaziologische Fragestellungen am Hintereisferner (Tirol). Neben der Berechnung von Längen- und Flächenänderungen des Gletschers liegen Schwerpunkte des Projekts auf der Erstellung einer multitemporalen Gletscheroberflächenklassifikation und der Bestimmung der Massenbilanz und deren Evaluierung. Daten Seit 2001 werden am Hintereisferner am Ende jedes glaziologischen Jahres und zu weiteren glaziologisch interessanten Zeitpunkten Laserscannerbefliegungen durchgeführt. Heute liegt ein weltweit einzigartiger Datensatz von 18 Befliegungen vor. Das Resultat einer ALS-Befliegung ist die sog. Punktwolke. Sie gibt zum einen die Geländeoberfläche geometrisch in Form von x,y,zKoordinaten wieder, zum andern enthält sie Informationen über die von der Oberfläche reflektierte Energiemenge, die sog. Intensitätswerte. Aus beiden Informationsquellen wurden hochauflösende Raster mit einem Meter Zellgröße generiert. Die Raster erlauben eine zeiteffiziente Weiterverarbeitung bei sehr hohem Informationsgehalt. Höhenänderung Methoden Intensitäten Eine erste Untersuchung der Signalintensitäten zeigte, dass sich die Werte verschiedener Oberflächen um einen klassenspezifischen Mittelwert verdichten. Orthophoto Intensität 3D- Darstellung der durchschnittlichen jährlichen Höhenänderung der Gletscheroberfläche für den Zeitraum 2001-2006 Projekt-Ergebnisse Eine Evaluierung der Oberflächenklassifikation ergab, dass sich die Methode besonders gut für die Detektion von Eis und Wasserflächen eignen. Auch Schnee bzw. Firnflächen zeigen als Gesamtklasse eine gute Differenzierbarkeit. Die daraufhin entwickelte Klassifikationsmethode basiert auf einer Häufigkeitsanalyse der Intensitäten. Dazu wurden anhand eines Referenzrasters die Schwellenwerte der Oberflächenklassen Schnee, Firn und Eis bestimmt, und auf ausgewählte Intensitätsraster der verschiedenen Jahre übertragen. Grundsätzlich wäre eine detaillierte Aufschlüsselung der Oberflächenklassen denkbar gewesen, jedoch wurde die Klassenvielfalt eingeschränkt um die Übertragbarkeit der Klassengrenzen zu gewährleisten und eine hohe Klassifikationsgüte zu wahren. Klassifikation der Gletscherfläche (links: 2002; rechts: 2003); im Hintergrund: Shaded Relief Eine Evaluierung der ALS-Massenbilanz konnte anhand der Ergebnisse der direkten glaziologischen Methode durchgeführt werden. Jahresmassenbilanz: • positive und negative Abweichungen zwischen den beiden Methoden • große Abweichungen in Jahren mit sehr negativer Bilanz Massenbilanz Die Massenbilanz wurde unter Verwendung der geodätischen Methode berechnet, wobei Massenänderungen aus einer Multiplikation von Volumensänderungen mit der Dichte von Eis (0,9 gcm-3) berechnet wurden. Die Volumensänderung des Gletschers konnte durch Subtraktion zweier zeitverschiedener DGMs räumlich hochauflösend und mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Kumulative M assenbilanz: • prozentuale Abweichungen werden kleiner • nach 7 Jahren immernoch Differenz von 28% Zur Ableitung der Gletscherfläche erwies sich manuelles digitalisieren aus Shaded-Relief-Darstellungen als sehr gute Methode. Fazit Aus Shaded-Reliefdarstellungen abgeleitet Gletscherabgrenzungen im Zungenbereich des Hintereisferners Die Kombination aus multitemporalen Intensitäts- und Geometriedaten des flugzeuggestützten Laserscannings erwies sich als ein effektives Instrument für modernes Gletschermonitoring im Hochgebirge. http://www.uibk.ac.at/geographie/projects/alsx/project.html INSTITUT FÜR GEOGRAPHIE, UNIVERSITÄT INNSBRUCK *INSTITUT FÜR METEOROLOGIE UND GEOPHYSIK, UNIVERSITÄT INNSBRUCK ** AlpS, INNSBRUCK *** INSTITUT FÜR GEOGRAPHIE, UNIVERSITÄT TÜBINGEN
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