@phdthesis{Machwitz2010,
  author    = {Machwitz, Miriam},
  title     = {Eine raum-zeitliche Modellierung der Kohlenstoffbilanz mit Fernerkundungsdaten auf regionaler Ebene in Westafrika},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55136},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Der Klimawandel und insbesondere die globale Erw{\"a}rmung geh{\"o}ren aktuell zu den gr{\"o}ßten Herausforderungen an Politik und Wissenschaft. Steigende CO2-Emissionen sind hierbei maßgeblich f{\"u}r die Klimaerw{\"a}rmung verantwortlich. Ein regulierender Faktor beim CO2-Austausch mit der Atmosph{\"a}re ist die Vegetation, welche als CO2-Senke aber auch als CO2-Quelle fungieren kann. Diese Funktionen k{\"o}nnen durch Analysen der Landbedeckungs{\"a}nderung in Kombination mit Modellierungen der Kohlenstoffbilanz quantifiziert werden, was insbesondere von aktuellen und zuk{\"u}nftigen politischen Instrumenten wie CDM (Clean Development Mechanism) oder REDD (Reducing Emissions from Deforestation and Degradation) gefordert wird. Vor allem in Regionen mit starker Landbedeckungs{\"a}nderung und hoher Bev{\"o}lkerungsdichte sowie bei geringem Wissen {\"u}ber die Produktivit{\"a}t und CO2-Speicherpotentiale der Vegetation, bedarf es einer Erforschung und Quantifizierung der terrestrischen Kohlenstoffspeicher. Eine Region, f{\"u}r die dies in besonderem Maße zutrifft, ist Westafrika. J{\"u}ngste Studien haben gezeigt, dass sich einerseits die Folgen des Klimawandels und Umweltver{\"a}nderungen sehr stark in Westafrika auswirken werden und andererseits Bev{\"o}lkerungswachstum eine starke {\"A}nderung der Landbedeckung f{\"u}r die Nutzung als agrarische Fl{\"a}che bewirkt hat. Folglich sind in dieser Region die terrestrischen Kohlenstoffspeicher durch Ausdehnung der Landwirtschaft und Waldrodung besonders gef{\"a}hrdet. Große Fl{\"a}chen agieren anstelle ihrer urspr{\"u}nglichen Funktion als CO2-Senke bereits als CO2-Quelle. [...]},
  subject      = {Carbon dioxide capture and storage},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wegmann2009,
  author    = {Wegmann, Martin},
  title     = {Analyse von r{\"a}umlichen Landschaftsmustern und deren Determinanten mittels Fernerkundungsdaten : am Beispiel von Regenwaldfragmenten in Westafrika},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36532},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In den letzten Jahrzehnten ist eine verst{\"a}rkte Ver{\"a}nderung der Landoberfl{\"a}che beobachtet worden. Diese Prozesse sind direkten und indirekten anthropogenen Einfl{\"u}ssen zuzuschreiben, wie Deforestation oder Klimawandel. Mit dieser Entwicklung geht der Verlust und die Fragmentation von naturnahen Fl{\"a}chen einher. F{\"u}r das Fortbestehen von Populationen verschiedenster Organismen in einer derartig geformten Landschaft ist entscheidend, inwieweit die Migration zwischen bestehenden Fragmenten gew{\"a}hrleistet ist. Diese wird von der Eignung der umgebenden Landschaft beeinflusst. Im Kontext einer klimatischen Ver{\"a}nderung und verst{\"a}rkter anthropogener Landnutzung ist die Analyse der r{\"a}umlichen Anordnung von Habitatfragmenten und der Qualit{\"a}t der umgebenden Landschaft besonders f{\"u}r die globale Aufrechterhaltung der Biodiversit{\"a}t wichtig. Großr{\"a}umige Muster der Landschaftsver{\"a}nderung k{\"o}nnen mit Hilfe von Satellitendaten analysiert werden, da es nur diese erm{\"o}glichen die Landbedeckung fl{\"a}chendeckend, reproduzierbar und auf einer ad{\"a}quaten r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung zu kartieren. Besonders zeitlich hochaufgel{\"o}ste Daten liefern wertvolle Informationen bez{\"u}glich der Dynamik der Landbedeckung. Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Analyse der Fragmentation in Westafrika und der potentiellen Bedeutung von singul{\"a}ren Fragmenten und deren potentiellen Auswirkungen auf die Biodiversit{\"a}t. Daf{\"u}r wurden zeitlich hoch- und r{\"a}umlich mittelaufgel{\"o}ste Daten des Aufnahmesystems MODIS verwendet, mit denen f{\"u}r das Untersuchungsgebiet Westafrika die Landbedeckung klassifziert wurde. F{\"u}r die darauf folgenden Analysen der r{\"a}umlichen Konfiguration der Fragmente wurde der Fokus auf Regenwaldgebiete gelegt. Die Analyse von r{\"a}umlichen Mustern der Regenwaldfragmente liefert weiterf{\"u}hrende qualitative Informationen der individuellen Teilbereiche. Die r{\"a}umliche Anordnung wurde sowohl mit etablierten Maßen als auch mittels in dieser Arbeit erstellter robuster und {\"u}bertragbarer Indizes quantifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von aussagekr{\"a}ftigen Indizes, besonders, wenn sie alle benachbarten Fragmente und die Qualit{\"a}t der umgebenden Matrix ber{\"u}cksichtigen, die r{\"a}umliche Differenzierung von Fragmenten verbessert. Jedoch ist die Anwendung dieser Maße abh{\"a}ngig von den Anspr{\"u}chen einer Art. Daher muss die artspezifische Perzeptionen der Landschaft auf der Basis der Indizes implementiert werden, da die {\"U}bertragung der Ergebnisse einzelner Indizes auf andere r{\"a}umliche Aufl{\"o}sungen und andere Regionen nur begrenzt m{\"o}glich war. Des Weiteren wurden potentielle Einflussfaktoren auf die r{\"a}umlichen Muster mittels Neutraler Landschaftsmodelle untersucht. Hierbei ergaben sich je nach Region und Index unterschiedliche Ergebnisse, allerdings konnte der Einfluss anthropogen induzierter Ver{\"a}nderungen auf die Landbedeckung postuliert werden. Die große Bedeutung der r{\"a}umlichen Attribution von Landbedeckungsklassen konnte in dieser Arbeit aufgezeigt werden. Der alleinige Fokus auf die Kartierung von z. B. Waldfragmenten ohne deren r{\"a}umliche Anordnung zu ber{\"u}cksichtigen, kann zu falschen Schl{\"u}ssen bez{\"u}glich deren {\"o}kologischen, hydrologischen und klimatologischen Bedeutung f{\"u}hren.},
  subject      = {Fragmentierung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Esch2006,
  author    = {Esch, Thomas},
  title     = {Automatisierte Analyse von Siedlungsfl{\"a}chen auf der Basis h{\"o}chstaufl{\"o}sender Radardaten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18863},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {St{\"a}dtische Agglomerationen zeichnen sich durch eine zunehmende Dynamik {\"o}kologischer, {\"o}konomischer und sozialer Ver{\"a}nderungen aus. Um eine nachhaltige Entwicklung urbaner R{\"a}ume zu gew{\"a}hrleisten, bedarf es verst{\"a}rkt innovativer Methoden zur Erfassung der raumwirksamen Ver{\"a}nderungen. Diesbez{\"u}glich hat sich die satellitengest{\"u}tzte Erdbeobachtung als kosteng{\"u}nstiges Instrumentarium zur Erhebung planungsrelevanter Informationen erwiesen. Dabei wird in naher Zukunft eine neue Generation von Radarsatelliten zur Verf{\"u}gung stehen, deren Leistungsverm{\"o}gen erstmals die operationelle Analyse von Siedlungsfl{\"a}chen auf Grundlage von Radardaten erm{\"o}glicht. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel der Dissertation, auf der Basis einer nutzerorientierten Methodik das Potential hochaufl{\"o}sender SAR-Daten zur automatisierten Erfassung und Analyse von Siedlungsfl{\"a}chen zu untersuchen. Die Methodik setzt auf dem objektorientierten Bildanalysekonzept der Software eCognition auf. Dabei haben sich der SAR-Speckle sowie Schw{\"a}chen hinsichtlich der G{\"u}te der Bildsegmentierung bzw. der Bestimmung geeigneter Segmentierungseinstellungen als Limitierungen erwiesen. Folglich liegt ein erster Schwerpunkt auf der Optimierung und Stabilisierung einer segmentbasierten Auswertung von Radardaten. Hier hat sich gezeigt, dass mit Blick auf Siedlungsareale weiterhin Optimierungsbedarf hinsichtlich einer strukturerhaltenden Bildgl{\"a}ttung besteht. Daher wird zun{\"a}chst ein neuer Filteransatz entwickelt, der gegen{\"u}ber den etablierten Techniken eine konsequentere Reduzierung des Speckle in homogenen Bildarealen gew{\"a}hrleistet und dabei gleichsam die hochfrequente Information in stark strukturierten Aufnahmebereichen bewahrt. Die Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der G{\"u}te und {\"U}bertragbarkeit der Bildsegmentierung werden ebenso wie die Schw{\"a}chen im Hinblick auf die zielgerichtete Definition der optimalen Segmentierungsparameter durch die Entwicklung eines klassenbasierten Ansatzes zur Segmentoptimierung in der Software-Umgebung von eCognition reduziert. Der zweite Schwerpunkt dieser Dissertation widmet sich der Entwicklung von Konzepten zur automatisierten Analyse der regionalen und lokalen Siedlungsstruktur. Im regionalen Kontext liegen die Identifizierung von Siedlungsfl{\"a}chen und die Erfassung einfacher Landnutzungsklassen im Fokus der Arbeiten. Dazu wird ein Regelwerk zur Auswertung einfach-polarisierter SAR-Aufnahmen erstellt, das sich maßgeblich auf r{\"a}umlich und zeitlich robuste textur-, kontext- und hierarchiebezogene Merkmale st{\"u}tzt. Diese Wissensbasis wird anschließend so erweitert, dass sie die Analyse dual-polarisierter, bifrequenter oder kombinierter optischer und SAR-basierter Bilddaten erm{\"o}glicht. Wie die Ergebnisse zeigen, k{\"o}nnen Siedlungsfl{\"a}chen und Landnutzungsklassen bereits {\"u}ber einfach-polarisierte SAR-Aufnahmen mit Genauigkeiten von rund 90 Prozent erfasst werden. Durch die Einbindung einer weiteren Polarisation, Frequenz oder optischer Daten l{\"a}sst sich diese G{\"u}te auf Werte von bis zu 95 Prozent steigern. Die lokalen Analysen zielen auf die thematisch und r{\"a}umlich differenzierte Erfassung der Landnutzung innerhalb bebauter Areale ab. Die Untersuchung basiert auf der synergetischen Auswertung einer hochaufl{\"o}senden Radaraufnahme und eines bedeutend geringer aufgel{\"o}sten optischen Datensatzes. Die isolierte Analyse von SAR-Aufnahmen reichte hingegen selbst bei der Kombination verschiedener Frequenzen oder Polarisationen nicht zur Charakterisierung der kleinteiligen, heterogenen Stadtlandschaft aus. Im Kontext der synergetischen Auswertung dient die SAR-Aufnahme vornehmlich zur Extraktion der urbanen Topografie, w{\"a}hrend der optische Datensatz wichtige Merkmale zur Differenzierung der erfassten Struktureinheiten in die Kategorien Geb{\"a}ude, versiegelte Freifl{\"a}che, unversiegelte Freifl{\"a}che und Baumbestand beisteuert. Das Resultat zeigt, dass sich trotz des synergetischen Ansatzes lediglich eine Genauigkeit von 65 Prozent erzielen l{\"a}sst. Dennoch k{\"o}nnen Geb{\"a}ude dabei mit einer G{\"u}te von 72 Prozent vergleichsweise akkurat erfasst werden. Im Hinblick auf die Demonstration des siedlungsbezogenen Anwendungspotentials h{\"o}chstaufl{\"o}sender SAR-Daten l{\"a}sst sich res{\"u}mieren, dass eine automatische Ableitung siedlungsstruktureller Merkmale im komplexen st{\"a}dtischen Umfeld aufgrund der eingeschr{\"a}nkten spektralen Aussagekraft und der starken Geometrieabh{\"a}ngigkeit des Signals mit signifikanten Schwierigkeiten verbunden ist. Dennoch hat sich gezeigt, dass diese Limitierungen in gewissem Umfang {\"u}ber den Ansatz der multiskaligen, objektorientierten Klassifizierung kompensiert werden k{\"o}nnen. Dabei lassen sich die regionalen Siedlungs- und Landnutzungsmuster mit {\"u}berzeugenden Genauigkeiten erfassen, w{\"a}hrend die Betrachtung der lokalen Siedlungsstruktur eindeutig die Grenzen der Radartechnik im Hinblick auf die Analyse komplex strukturierter Stadtlandschaften aufzeigt.},
  subject      = {Fernerkundung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Conrad2006,
  author    = {Conrad, Christopher},
  title     = {Fernerkundungsbasierte Modellierung und hydrologische Messungen zur Analyse und Bewertung der landwirtschaftlichen Wassernutzung in der Region Khorezm (Usbekistan)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20790},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Bew{\"a}sserungslandwirtschaft in Mittelasien ist gepr{\"a}gt von schwerwiegenden {\"o}kologischen und {\"o}konomischen Problemen. Zur Verbesserung der Situation auf dem hydrologischen Sektor wird daher seitens der mittelasiatischen Interstate Commission for Water Coordination (ICWC) die Einf{\"u}hrung des Integrated Water Resource Management (IWRM) gefordert. Wichtige Herausforderungen zur Optimierung der Wassernutzung im Aralsee-Becken sind dabei die Schaffung von Transparenz sowie von M{\"o}glichkeiten zur {\"U}berwachung der Landnutzung und der Wasserentnahme in den Bew{\"a}sserungssystemen. Im Detail fokussierte diese Arbeit auf das Bew{\"a}sserungssystem der Region Khorezm im Unterlauf des Amu Darya s{\"u}dlich des Aralsees. Die Arbeit zielte darauf ab, (1) objektive und konsistente Datengrundlagen zum Monitoring der Landnutzung und des Wasserverbrauchs innerhalb des Bew{\"a}sserungslandes zu schaffen und (2) auf Basis dieser Ergebnisse die Funktionsweise des Bew{\"a}sserungssystems zu verstehen sowie die Land- und Wassernutzung der Region zu bewerten. Um diese Ziele zu erreichen, wurden Methoden der Fernerkundung und der Hydrologie miteinander kombiniert. Fernerkundliche Schl{\"u}sselgr{\"o}ßen der Arbeit waren die Kartierung der agrarischen Landnutzung und die Modellierung der saisonalen tats{\"a}chlichen Evapotranspiration. Es wurde eine Methode vorgestellt, die eine Unterscheidung verschiedener Landnutzungen und Fruchtfolgen der Region durch die temporale Segmentierung von Zeitserien aus 8-t{\"a}gigen Kompositen von 250 m-Daten des MODIS-Sensors erm{\"o}glicht. Durch die mehrfache Anwendung von Recursive Partitioning And Regression Trees auf deskriptive Statistiken von Zeitseriensegmenten konnte eine hohe Stabilit{\"a}t erzielt werden (overall accuracy: 91 \%, Kappa-Koeffizient: 0,9). T{\"a}glich von MODIS aufgezeichnete Landoberfl{\"a}chentemperaturen (LST) bildeten die Basis zur fernerkundungsbasierten Modellierung der saisonalen tats{\"a}chlichen Evapotranspiration (ETact) f{\"u}r die sommerliche Vegetationsperiode. Aufgrund der hohen zeitlichen und groben r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung der verwendeten MODIS-Daten von 1 km waren leichte Modifikationen des zur Modellierung eingesetzten Surface Energy Balance Algortihm for Land (SEBAL) erforderlich. Zur Modellierung von ETact wurden MODIS-Produkte (LST, Emissionsgrad, Albedo, NDVI und Blattfl{\"a}chenindex) und meteorologische Stationsdaten aus Khorezm verwendet. Die Modellierung des f{\"u}hlbaren W{\"a}rmeflusses, einer Komponente der Energiebilanzgleichung an der Erdoberfl{\"a}che, erfolgte mittels METRIC (High Resolution and Internalized Calibration), einer Variante des SEBAL. Die Landnutzungsklassifikation fungierte als zentraler Eingangsparameter, um eine automatisierte Auswahl der Ankerpunkte des Models sicherzustellen. Da innerhalb der MODIS-Aufl{\"o}sung aufgrund der Mischpixelproblematik keine homogen feuchten oder trockenen Bedingungen im Bew{\"a}sserungsgebiet gefunden werden konnten, wurden die Landnutzungsklassifikation, der NDVI und die ASCE-Referenz-Evapotranspiration zur Absch{\"a}tzung des tats{\"a}chlichen Zustands an den Ankerpunkten herangezogen. Weiterhin wurden umfassende Gel{\"a}ndemessungen durchgef{\"u}hrt, um in der Vegetationsperiode 2005 die Zu- und Abflussmengen des Wasser von und nach Khorezm zu bestimmen. Die abschließende Bewertung der Land- und Wassernutzung basierte letztendlich auf der Bildung von Wasserbilanzen und der Berechnung anerkannter Performanceindikatoren wie der Ratio aus Drainage und Wasserentnahme oder der depleted fraction. F{\"u}r die landwirtschaftliche Nutzung im Rayon Khorezm wurde f{\"u}r die Sommersaison 2005 eine Wasserentnahme von 5,38 km3 ermittelt. Damit {\"u}bertrafen die Messergebnisse die offiziell verf{\"u}gbaren Daten der ICWC um durchschnittlich 37 \%. Auf die landwirtschaftliche Fl{\"a}che bezogen ergab sich f{\"u}r Khorezm im Jahr 2005 eine mittlere Wasserentnahme von 22.782 m3/ha. In den Subsystemen schwankten diese Werte zwischen 17.000 m3/ha und 30.000 m3/ha. Allerdings konnte an den Systemgrenzen, an denen die Messungen durchgef{\"u}hrt werden, der aus den fernerkundungsbasierten Modellierungen auf WUA-Level erwartete abnehmende Gradient der Wasserentnahme zwischen Oberlauf und Unterlauf nicht nachvollzogen werden. Als Ursache f{\"u}r diese Diskrepanz sind vor allem die Versickerungsverluste im Kanalsystem zu nennen, die den Grundwasserk{\"o}rper großr{\"a}umig auff{\"u}llen und auf Feldebene nicht zur oberfl{\"a}chlichen Bew{\"a}sserung zur Verf{\"u}gung stehen. Monatliche Bilanzierungen und die Analyse der Performanceindikatoren f{\"u}hrten zu denselben Ergebnissen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass sich mit Methoden der Fernerkundung objektive und konsistente Daten der agrarischen Landnutzung und des Wasserverbrauchs f{\"u}r ein regionales Monitoring erstellen lassen. Da in den benachbarten Regionen gleiche atmosph{\"a}rische Bedingungen und {\"a}hnliche Anbausorten anzutreffen sind, ist anzunehmen, dass beide Verfahren auch auf der Planungsebene in einem IWRM f{\"u}r die {\"u}brigen Mittel- und Unterl{\"a}ufe von Amu Darya und Syr Darya ein hohes Anwendungspotenzial besitzen.},
  subject      = {Charism},
  language  = {de}
}
@misc{Fekete2004,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Fekete, Alexander},
  title     = {Massenbewegungen im Elbursgebirge, Iran - im Spannungsfeld zwischen nat{\"u}rlicher Stabilit{\"a}t und anthropogener Beeinflussung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13576},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Massenbewegungen (in englischer Literatur landslides, in franz{\"o}sischer Literatur glissements de terre) sind das Symptom von Hanginstabilit{\"a}ten in einem Naturraum. Die Wahl des {\"U}berbegriffs Massenbewegungen und die Untergliederung der einzelnen Stadien des Prozessablaufs wurden im Rahmen eines pragmatischen Ansatzes dieser Arbeit neu festgelegt. Im Untersuchungsgebiet im Elbursgebirge im Norden des Iran stellen Massenbewegungen ein Ph{\"a}nomen dar, welches die Kulturlandschaft bedroht, aber auch durch sie selbst bedingt ist. In dieser Arbeit wurden Abh{\"a}ngigkeitsbeziehungen zwischen menschlichem Eingriff und nat{\"u}rlichem Stabilit{\"a}tspotential untersucht. In einem heuristischen Ansatz wurden Faktoren analysiert, welche Massenbewegungen bedingen oder ausl{\"o}sen. Faktoren wie geologischer Untergrund, Bodenauflage, Hangneigung, Exposition, Hydrologie, Vegetationsbedeckung oder Straßenbau wirken in unterschiedlicher Weise auf die Verursachung von Massenbewegungen ein. Die Analyse der Tragweite und Relevanz dieser Faktoren erfolgte mittels einer Faktoren{\"u}berlagerung in einem Geographischen Informationssystem (GIS). Das GIS bildete die Schnittstelle f{\"u}r Fernerkundungsdaten, Kartenmaterial, Gel{\"a}ndeaufnahme und das digitale Gel{\"a}ndemodell (DEM, bzw. DTM). Neben Photos, Beschreibungen, GPS-Punkten und Bodenproben aus der Gel{\"a}ndeaufnahme im Iran wurden CORONA- und LANDSAT-ETM+ - Satellitendaten sowie Klimaaufzeichnungen, Topographische und Geologische Karten auf ihre Aussagekraft hin analysiert. Durch Verschneidung der Datenebenen konnten Gef{\"a}hrdungszonen hinsichtlich Massenbewegungen ausgewiesen werden. Die Ergebnisse wurden mit den vorhandenen Befunden {\"u}ber aufgetretene Massenbewegungen {\"u}berpr{\"u}ft. Die {\"U}bereinstimmung der Gef{\"a}hrdungszonen mit der Verteilung vorgefundener Massenbewegungsformen best{\"a}tigte die Richtigkeit des methodischen Vorgehens. Bei der Auswahl und Bearbeitung von Daten und Methodik lagen die Schwerpunkte im Anwendungsbezug und in der Qualit{\"a}tssicherung. Zur Erstellung des digitalen H{\"o}henmodells wurde ein eigener Ansatz zur Extraktion von H{\"o}henlinien aus Topographischen Karten verfolgt. Das Ergebnis der Arbeit ist ein kosteng{\"u}nstiger, pragmatischer und {\"u}bertragbarer Ansatz zur Bewertung des Gef{\"a}hrdungspotentials von Massenbewegungen.},
  subject      = {Elbursgebirge},
  language  = {de}
}