Geomorphologische Kartierung und Untersuchung der Auftaudynamik mit ERS-1-SAR-Daten im Bereich der Antarktischen Halbinsel:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Bremen
Studiengang Geographie, Fachbereich 8, Univ. Bremen
1995
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| Edition: | 1. Aufl. |
| Series: | Bremer Beiträge zur Geographie und Raumplanung
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Autor: Hochschild, Volker
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis
I
INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
T abellenverzeichnis
Verzeichnis der Tafeln im Anhang
1 Einleitung 1
1.1 Problemstellung und Zielsetzung 1
1.2 Aufbau der Arbeit 3
1.3 Konzepte zur Differenzierung im periglazialen System durch
Fernerkundungsdaten 4
1.4 Stand der Forschung 6
2 Grundlagen der Fernerkundung mit Radarsystemen 9
2 .1 Entwicklung der Radarfernerkundung 9
2.2 Orbitale SAR-Systeme 10
2.2.1 Der ERS-1 und seine Instrumentierung 10
2.2.2 Die Empfangsstation in O Higgins (Antarktische Halbinsel) 11
2.2.3 ERS-1 im Vergleich mit anderen orbitalen SAR-Systemen 12
2.3 Fernerkundung: Aktiv - Passiv 13
2.4 Abbildende Radarsysteme 14
2.4.1 Auflösungsvermögen von Radarsensoren 16
2.4.2 Systemeigene Aufiiahmeparameter 20
2.4.3 Rückstreuparameter der Wechselwirkung Radar - Oberfläche 23
2.5 Der Reliefeinfluß in SAR-Bildem 28
2.6 SAR-Bildprozessierung 31
2.6.1 Speckle 31
2.6.2 Geocodierung 31
2.6.3 SAR-Bildprodukte 33
II
Inhaltsverzeichnis
3 Der Periglazialraum - seine Prozesse und ihre Erkennbarkeit
in Radarbildern 35
3.1 Möglichkeiten der Beobachtung des Periglazialraums mit
Fernerkundungsmitteln 38
3 .2 Die morphoklimatischen Bedingungen des polaren Periglazials 42
3 .3 Permafrost und seine geomorphologischen Auswirkungen 46
3.4 Periglaziale Prozesse 47
3.4.1 Frostsprengung und Kryoturbation 47
3.4.2 Steinschlag 48
3.4.3 Solifluktion 49
3.4.4 Thermoerosion 49
3.4.5 Abspülung und Nivation 50
3.4.6 Fluviale Formung 50
3.4.7 Glaziale Sedimentation 51
3.4.8 Windwirkung 52
3.4.9 Marine Abtragungsvorgänge 52
3.5 Der Formenschatz des Periglazials 53
3.5.1 Frostmüsterböden und Verwitterungsformen 5 3
3.5.2 Fels-, Hang-und Talformen 55
3.5.3 Glaziale und glazifluviale Formen im Gletschervorfeld 56
3.5.4 Küstenformen 56
4 Das Untersuchungsgebiet Antarktische Halbinsel 59
4.1 King George Island 61
4.1.1 Die Geologie der Süd Shetland Inseln 61
4.1.2 Das Klima der Süd Shetland Inseln 62
4.1.3 Die Geomorphologie von King George Island 63
4.1.4 Die Vegetation von King George Island 73
4.2 Horseshoe Island in der nördlichen Marguerite Bay 74
4.2.1 Die Geologie der Marguerite Bay 75
4.2.2 Das Klima der Marguerite Bay 76
4.2.3 Die Geomorphologie von Horseshoe Island 77
4.3 Regionalisierung: King George und Horseshoe Island im Vergleich 85
Inhaltsverzeichnis
III
5 Geländereferenzmessungen 87
5.1 Klimadaten und Bodentemperaturen 88
5.2 Korngrößen, Porenvolumen und Bodenfeuchte 95
5.3 Oberflächenrauhigkeit 98
5.4 Das Global Positioning System (GPS) 101
5.4.1 Eigene GPS-Messungen auf King George Island 103
5.4.2 Eigene GPS-Messungen auf Horseshoe Island 103
6 Auswertung der Fernerkundungsdaten 107
6.1 Das Datenmaterial 107
6.2 Die stereoskopische Luftbildauswertung 107
6.3 Die Auswertung der optischen Satellitendaten 108
6.3.1 Sichtbares Spektrum und nahes Infrarot 108
6.3.2 Thermalauswertung 111
6.4 SAR-Bildauswertung 112
6.4.1 Die Berechnung des Rückstreukoeffizienten a° 112
6.4.2 Bildverbesserung durch digitale Filter 114
6.4.3 Visuelle Interpretation 115
6.4.4 Geomorphologische Kartierung mit SAR Szenen 118
6.4.4.1 Die Bedeutung des Digitalen Geländemodells 119
6.4 .4.2 Geometrische Angleichung auf eine einheitliche Bezugsebene 120
6.4.4.3 Geomorphologische Klassifizierung der ERS-1-Daten 121
6.4.4.4 Ausgewählte Profile 122
6.4.5 Multitemporale Auswertung 132
6.4.5.1 Die Bestimmung der Bodenfeuchte mit Mikrowellen-
Fernerkundung 132
6.4.5.2 Multitemporale Überlagerung von Daten aus dem 35 Tage-Orbit 133
6.4.5.3 Die Beobachtung der Auftauentwicklung mit Daten aus
dem 3 Tage-Orbit 134
6.4.5.4 Die Entwicklung schneefreier Flächen im Nordwesten von
Horseshoe Island 140
IV
Inhaltsverzeichnis
7 Interpretation der Ergebnisse 145
8 Diskussion und Ausblick 149
9 Zusammenfassung 151
10 Quellenverzeichnis 153
10. i Literaturverzeichnis 153
10.2 Kartennachweis 159
11 Anhang 1-21
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