TY  - THES
A1  - Sprafke, Tobias
T1  - Löss in Niederösterreich - Archiv quartärer Klima- und Landschaftsveränderungen
T1  - Loess in Lower Austria - archive of Quaternary climate and landscape changes
N2  - Diese Arbeit widmet sich detaillierten stratigraphischen und paläopedologischen Studien an Löss-Paläoboden Sequenzen (LPS) im kontinentalen Nordosten Österreichs, im Lee der Böhmischen Masse relativ zur Westwindzone. Neben methodischen Erkenntnissen ergeben sich allgemeine Schlussfolgerungen über die Klima- und Landschaftsentwicklung während der letzten Million Jahre.
Die untersuchten Aufschlüsse liegen in der Region um Krems (Krems-Schießstätte, Paudorf, Stiefern) und in Stillfried. Einige sind weithin bekannt als ehemalige Typuslokalitäten der Quartärstratigraphie, aber nach fundamentalen Revisionen in den 1970er Jahren schwand das Interesse an diesen merklich. Die LPS befinden sich in Hanglage, so sind polygenetische Einheiten und Erosionslücken üblich. Als Archive einer komplexen geomorphologischen Entwicklung sind sie nicht geeignet für die Anwendung üblicher paläoklimatischer Proxies.
Um die Entstehung der untersuchten LPS zu verstehen, wurde ein multimethodischer Ansatz entwickelt, der detaillierte Untersuchungen von der Landschafts- bis auf die Mikroebene umfasst. Innovativ ist die Verwendung quantitativer Farbmessungen in hoher Auflösung zum Zwecke einer standardisierten Klassifikation von Profileinheiten. Detaillierte mikromorphologische Untersuchungen sind Basis für die Rekonstruktion des Wechselspiels aus äolischer Sedimentation, Pedogenese und Hangprozessen. 
Die Korrelation der LPS basiert auf mehreren geochronologischen Ankerpunkten und ist zugleich Hinweis auf tiefgreifende morphologische Veränderungen in der Region Krems während des Pleistozäns. Im chronologischen Rahmen ergeben sich unter Anwendung des Konzepts der klimaphytomorphen Böden qualitative paläoklimatische Schlussfolgerungen: 
Kräftig verwitterte Bodenhorizonte sind polygenetisch und nicht das Resultat feuchterer Klimabedingungen während dezidierter Entwicklungsphasen. Die Kontinentalität des Untersuchungsgebiets blieb währenden der letzten Million Jahre weitgehend bestehen, teils mit erhöhtem mediterranem Einfluss. Eine Dominanz atlantischer Feuchte beschränkt(e) sich auf die Regionen westlich der Böhmischen Masse. Die Paläoklimate des Untersuchungs-gebiets waren eher vergleichbar mit jenen des Pannonischen Beckens, obgleich die untersuchten Sequenzen keinen Hinweis auf den dort vermuteten Gradienten zunehmender Aridität zeigen. Interessant sind ferner zahlreiche gebleichte Horizonte innerhalb der Lösssedimente, die als Reste von Tundragleyen interpretiert werden. Diese sind im Löss des Pannonischen Becken nicht nachweisbar. Hieraus wird ein mitteleuropäischer Charakter kaltzeitlichen Klimas innerhalb des untersuchten Zeitrahmens gefolgert.
N2  - This thesis presents detailed stratigraphical and paleopedological studies of loess-paleosol sequences (LPS) in the continental northeast of Austria, on the leeward side of the Bohemian Massif relative to the Westerlies. Aside from advances in methodology, general conclusions are drawn about climate and landscape development over the last million years.
The studied outcrops are located in the region of Krems (Krems-Schießstätte, Paudorf, Stiefern) and at Stillfried. Some are widely known as former type localities of Quaternary stratigraphy, but general interest in these records faded after fundamental revisions were made in the 1970s. The LPS are located at slope positions, where polygenetic units and erosional discontinuities are common. The records document a complex geomorphological development, thus the application of established paleoclimatic proxies is not promising.
In order to understand the genesis of the studied LPS, a multi-method approach was developed that encompassed detailed investigations on various scales from the landscape to the microscope. One key innovation is the use of quantitative color measurements in high resolution to provide a standardized classification of profile units. Detailed micromorphological analyses were the main basis for reconstructing the interplay of aeolian sedimentation, pedogenesis, and slope processes.
Based on various geochronological tie points, stratigraphies of the investigated LPS were correlated; evidence for several profound geomorphic changes in the Krems region during the Pleistocence. The concept of climaphytomorphic soils combined with the chronological framework allowed for qualitative paleoclimatic conclusions: Strongly weathered soil horizons are polygenetic and do not indicate enhanced humidity during distinct phases of development. The continentality of the study region during warm periods has remained relatively constant during the last million years, partly with enhanced Mediterranean influences. A dominating influence of Atlantic moisture remained restricted to the regions west of the Bohemian Massif. The paleoclimates in the study region were to some extent comparable to the Pannonian Basin; though, the studied records do not indicate a considerable gradient of increasing aridity during the Middle Pleistocene. Interesting are numerous bleached horizons in the loess sediments, interpreted as remnants of tundra gley soils. As these are practically absent in the loess of the Pannonian Basin, a rather Central European character of the main cold stages in the studied time frame could be inferred.
KW  - Löss
KW  - Paläopedologie
KW  - Paläoklima
KW  - Quartär
KW  - Mikromorphologie
KW  - Landschaftsentwicklung
KW  - Farbmessung
KW  - Paläoumwelt
KW  - Interglazial
KW  - Pleistozän
KW  - landscape development
KW  - Color measurement
KW  - Paleoenvironment
KW  - Interglacial
KW  - Pleistocene
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127787
SN  - 978-3-95826-038-2 (print)
SN  - 978-3-95826-039-9 (online)
N1  - Parallel erschienen als Druckausg. in Würzburg University Press, ISBN 978-3-95826-038-2, 42,90 EUR
PB  - Würzburg University Press
CY  - Würzburg
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schüssler, Ulrich
T1  - Petrographie, Geochemie und Metamorphosealter von Metabasiten im KTB-Zielgebiet Oberpfalz
N2  - An Metabasiten der Zone Erbendorf-Vohenstrauß, der Erbendorfer Grünschieferzone und der Zone Tirschenreuth-Mähring wurden petrographische, geochemische und phasenpetrologische Untersuchungen sowie K-Ar-Mineraldatierungen durchgeführt. In der Zone Erbendorf-Vohenstrauß treten in regionaler Abhängigkeit drei Haupttypen von Metabasiten auf: 1. Flaseramphibolite mit der Paragenese Hornblende + Oligoklas/ Andesin + Granat ± Salit und mit Plagioklas- und / oder Kalksilikat-reichen Flasern findet man hauptsächlich im nördlichen und zentralen Teil der Zone Erbendorf-Vohenstrauß. Geochemisch zeigen sie eine deutliche Anreicherung der inkompatiblen Elemente und der leichten Seltenerdelemente und sind vergleichbar mit modernen Tholeiiten von ozeanischen Inseln oder anomalen Abschnitten mittelozeanischer Rükken. Ein kontinentaler Intraplatten-Charakter scheint nicht gegeben. In der Kontaktaureole von Windisch-Eschenbach wurde ein Teil der Flaseramphibolite kontaktmetamorph überprägt. 2. Schiefrige, teils streifige Amphibolite mit der Paragenese Hornblende + Andesin / Labrador ± Salit dominieren im Süd teil der Zone Erbendorf-Vohenstrauß, erscheinen aber in einzelnen Ausstrichen auch im Norden. Die Streifung entsteht durch Plagioklas- und / oder Kalksilikat-reiche Zwischenlagen. Geochemisch sind diese Amphibolite bei flachen Spurenelement- und Seltenerdelement- Mustern vergleichbar mit modernen Tholeiiten von normalen Abschnitten mittelozeanischer Rücken. Sowohl Flaseramphibolite als auch schiefrige, teils streifige Amphibolite zeigen Übergänge zu massigen, homogenen Amphiboliten. 3. Metagabbros mit der Paragenese Hornblende + Plagioklas ± Biotit und einer grobkörnigen, gabbro iden Textur treten hauptsächlich im Bereich der Schuppenzone Michldorf-Kaimling (VOLL 1960) auf. Geochemisch nehmen sie bei einer schwachen Anreicherung der inkompatiblen Elemente eine Zwischenstellung zwischen Flaseramphiboliten und schiefrigen, teils streifigen Amphiboliten ein. In der Erbendorfer Grünschieferzone treten Metagabbros und schiefrige, teils gestreifte Amphibolite mit der Paragenese Hornblende + Oligoklas ± Epidot ± Chlorit auf. Die Amphibolite wurden z. T. stark retrograd überprägt und dabei auch deformiert. Dies wird auf größere, post-regionalmetamorphe, tektonische Bewegungen, möglicherweise Deckenüberschiebungen zurückgeführt. Geochemisch sind die Metabasite der Erbendorfer Grünschieferzone mit modernen tholeiitischen bis kalkalkalischen, subduktionsgebundenen Basalten vergleichbar. Sie unterscheiden sich damit völlig von den südlich angrenzenden Flaseramphiboliten der Zone Erbendorf-Vohenstrauß und den nördlich benachbarten Amphiboliten des Fichtelgebirges. Dies unterstreicht die Stellung der Erbendorfer Grünschieferzone als eigenständige tektonische Einheit. Im Vergleich mit dem Münchberger Komplex zeigt die Erbendorfer Grünschieferzone große Ähnlichkeit mit der Prasinit-Phyllit-Serie hinsichtlich der tektonischen Stellung, der Lithologie und insbesondere des geochemischen Charakters der Metabasite. Zwischen der Zone Erbendorf-Vohen-strauß und den Münchberger Serien konnten bezüglich der Metabasite dagegen keine Parallelen festgestellt werden. Schiefrige, teils streifige Amphibolite der Zone Tirschenreuth-Mähring mit der Paragenese Hornblende + Andesin ± Salit (± Granat) und hellen Plagioklas- oder Kalksilikat-reichen Lagen sind geochemisch mit modernen Basalten normaler mittel ozeanischer Rücken vergleichbar. Die untersuchten Metabasite dürften die Zusammensetzung des basaltischen Ausgangsmaterials zumindest annähernd wiedergeben. In einigen Fällen wurde jedoch eine sekundäre Mobilisation von Elementen festgestellt: Die kontaktmetamorphe Überprägung eines Teils der Flaseramphibolite in der Kontaktaureole von Windisch-Eschenbach führte zu einer deutlichen Anreicherung von Rb, Li und K und zu einer Abreicherung von Ca, Sr und V, insbesondere aber von Cr und Ni. Die sog. immobilen Elemente Nb, Ce, (P), Zr, Ti, Y, Sc streuen in einem deutlich breiteren Bereich als bei den nicht kontaktmetamorphen Flaseramphiboliten. In einer Probe sind die Seltenerdelemente insgesamt angereichert. Eine Mobilisation von P20 S und den leichten Seltenerdelementen in einigen schiefrigen, teils streifigen Amphiboliten der Zone Erbendorf-Vohenstrauß und in einigen kontaktmetamorphen Flaseramphiboliten wird auf einen Abbau von Apatit im Zuge einer post-regionalmetamorphen, möglicherweise postgranitischen, hydrothermalen Überprägung zurückgeführt. Mineralchemische Untersuchungen ergaben für die Zusammensetzung der Hornblenden aus Amphiboliten der Zone Erbendorf-Vohenstrauß deutliche regionale Unterschiede, die weitgehend unabhängig von der regionalen Verteilung der einzelnen Metabasit-Haupttypen sind. Vergleichende Untersuchungen an Granat untermauern eine vermutete, frühere, eklogitfazielle Überprägung eines Granatamphibolits vom Nordrand der Zone Erbendorf-Vohenstrauß bei Hauxdorf. K-Ar-Altersdatierungen an Hornblende- und Glimmerkonzentraten belegen, daß das letzte, (Mitteldruck-) metamorphe Ereignis im Westteil der Zone Erbendorf-Vohenstrauß vor etwa 380 Ma beendet war. Dieses Alter wird korreliert mit einer letzten Metamorphose der höhermetamorphen Serien des Münchberger Komplexes zur gleichen Zeit. Im Ostteil der Zone Erbendorf-Vohenstrauß treten jüngere Altersdaten mit einem Schwerpunkt bei 324 Ma auf, die entweder auf einen Einfluß der etwa gleichalten Niederdruck-Metamorphose im unmittelbar benachbarten Moldanubikum i. e. S. oder auf die Intrusion des 324 Ma alten (KÖHLER et al. 1974) Leuchtenberger Granits zurückzuführen sind. Im Übergangsbereich vom Saxothuringikum zum Moldanubikum bei Mähring zeigen Altersdaten um 320Ma das Ende der letzten (Niederdruck-)Metamorphose an.
N2  - Petrographical, petrological and geochemical investigations as well as K-Ar mineral-dating were carried out on metabasites of the Zone Erbendorf-Vohenstrauß, the Erbendorf Greenschist Zone and the Zone Tirschenreuth-Mähring. Within the Zone Erbendorf-Vohenstrauß, three main types ofmetabasites occur in a clear regional distribution: 1. Flaseramphibolites with hornblende + oligoclase I andesine + gamet ± salite and with ill-defined plagioclase- and I or calc-silicate-rich flaser texture are dominating in the northern and central part ofthe Zone Erbendorf-Vohenstrauß. Geochemically, they are clearly enriched in incompatible elements and light rare earth elements and compare well with modern tholeiites of ocean islands or anomalous mid-ocean ridge segments. There are no indications for a continental within-plate character. 2. Schistose, partly striped amphibolites with hornblende + andesine I labradore ± salite prevail in the southern part of the Zone Erbendorf-Vohenstrauß, but also occur in some outcrops of the northern part. Stripes are formed by plagioclase- and I or calc-silicat-rich intercalations. Geochemically, these amphibolites with flat trace element- and rare earth element patterns are similar to modern tholeiites from normal mid-ocean ridges. Flaseramphibolites as well as schistose, partly striped amphibolites sometimes form transitions to massive, homogeneous amphibolites. 3. Metagabbros with hornblende + plagioclase ± biotite in a coarse, gabbroic structure mainly occur within the "Schuppenzone Michldorf-Kaimling" (VOLL 1960). Geochemically, they are transitional between flaseramphibolites and schistose, partly striped amphibolites. Within the Erbendorf Greenschist Zone, metagabbros and schistose, sometimes striped amphibolites with hornblende + oligocJase ± epidote ± chlorite occur. Part of them underwent astrang retrograde overprint, accompanied by deformation. This may be a consequence oflarge, post-regionalmetamorphic tectonic movements, possibly nappe-thrusting. Geochemically, the metabasites of the Erbendorf Greenschist Zone can be compared with modem tholeiitic to calc-alkaline, subduction-bound basalts. Thus, they differ c1early from flaseramphibolites ofthe Zone Erbendorf-Vohenstrauß in the south and amphibolites ofthe Fichtelgebirge in the north. This underscores the position of the Erbendorf Greenschist Zone as aseparate tectonic unit. Compared with units ofthe Münchberg complex, a elose correlation exists between the Erbendorf Greenschist Zone and the Prasinit-Phyllit-Serie relative to the tectonic position, the lithology and especially the geochemistry of metabasites. In contrast, a correlation between the Zone Erbendorf-Vohenstrauß and the crystalline units ofthe Münchberg complex is not encouraged by the composition of the metabasites. Schistose, partly striped amphibolites ofthe Zone Tirschenreuth-Mähring with hornblende + andesine ± salite (± gamet) and sometimes plagioelase- or ca1c-silicate-rich intercalations are geochemically similar to modem basalts of normal mid-ocean ridges. In most ofthe investigated metabasites the geochemical composition ofthe basaltic protoliths may be approximately conserved. In some cases, however, secondary element mobilization was recognized: The contact-metamorphic overprint of some flaseramphibolites led to an enrichment of Rb, Li and K and a simultaneous dep1etion ofCa, Sr and V, especially ofCr and Ni. The elements Nb, Ce, (P), Zr, Ti, Y, Sc, commonly regarded as immobile, scatter in a much wider range than in the unaffected flaseramphibolites. In one sampIe the rare earth elements are enriched. A mobilization of P2Üs and the light rare earth elements in some schistose, partly striped amphibolites ofthe Zone Erbendorf-Vohenstrauß as weil as some contact-metamorphosed flaseramphibolites is presumably a result of apatite decomposition during a post-regionalmetamorphic, possibly postgranitic hydrothermal overprint. Homblendes with different chemical compositions from amphibolites ofthe Zone ErbendorfVohenstrauß show a elear regional distribution which is almost entirely independent from the distribution of the main metabasite types. A comparison of gamet compositions underscores the eelogitic precursor rock of the gamet-amphibolite from Hauxdorf near Erbendorf. K-Ar dating on homblendes and micas verify that the last (medium-pressure) metamorphic event in the western part ofthe Zone Erbendorf-Vohenstrauß ended 380 Ma ago. This correlates with the last metamorphic overprint of the Münchberg crystalline units at the same time. In the eastern part of the Zone Erbendorf-Vohenstrauß younger ages around 324 Ma occur. This either refers to an influence from the last (low-pressure) metamorphism ofthe neighbouring Moldanubian s.str. with nearly the same age, or to an influence by the intrusion ofthe 324 Ma old (KÖHLER et al. 1974) Leuchtenberg granite. K-Ar ages of about 320 Ma from the transition between the Saxothuringian and the Moldanubian near Mähring testjfy to the end of the last (low-pressure) metamorphic overprint in this area.
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-31694
N1  - Zugl. Diss. Univ. Würzburg, 1990
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bachmann, Martin U. R.
T1  - Automatisierte Ableitung von Bodenbedeckungsgraden durch MESMA-Entmischung
T1  - Automated estimation of ground cover fractions using MESMA unmixing
N2  - Weltweit sind Trockengebiete in ständiger Veränderung, verursacht durch natürliche klimatische Schwankungen und oftmals durch Prozesse der Landdegradation. Auch weisen die meisten semi-ariden Naturräume eine große räumliche Heterogenität auf, hervorgerufen durch ein kleinräumiges Mosaik aus Gräsern, kleineren Sträuchern und Bereichen offenliegenden Bodens. Die Dichte der Vegetation wird primär vom pflanzenverfügbaren Wasser bestimmt, aber auch der Entwicklungs- und Degradationszustand der Böden sowie anthropogen bedingte Faktoren spielen hierbei eine Rolle. Zur Charakterisierung und Kartierung der Vegetation sowie zur Bewertung des Bodenerosionsrisikos und des Degradationszustands hat sich die Erhebung der Bedeckungsgrade von vitaler, photosynthetisch aktiver Vegetation (PV), von abgestorbener oder zeitweise vertrockneter und somit nicht photosynthetisch aktiver Vegetation (NPV) sowie von offenliegendem Boden als zweckmäßig herausgestellt. Die Nutzung der Fernerkundung für diese Aufgabe erfolgt zumeist nur für kleinmaßstäbige Kartierungen und – im Falle von Multispektralsensoren – unter Vernachlässigung nicht-photosynthetisch aktiver Vegetation. Die räumliche Variabilität der Vegetation-Boden-Mosaike liegt oftmals in der Größenordnung von wenigen Metern und somit unterhalb des räumlichen Auflösungsvermögens von Fernerkundungssystemen. Um dennoch die verschiedenen Anteile innerhalb eines Pixels identifizieren und quantifizieren zu können, sind Methoden der Subpixel-Klassifikation notwendig. In dieser Arbeit wird eine Methodik zur verbesserten und automatisierbaren Ableitung von Bodenbedeckungsgraden in semi-ariden Naturräumen vorgestellt. Hierzu wurde ein Verfahren zur linearen spektralen Entmischung in Form einer Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis (MESMA) entwickelt und umgesetzt. Durch diese Methodik kann explizit die spektrale Variabilität von Vegetation und Boden in das Mischungsmodellmiteinbezogen werden, und quantitative Anteile für die funktionalen Klassen PV, NPV und Boden innerhalb eines Pixels erfasst werden. Durch die räumliche Kartierung der verwendeten EM wird weiterhin eine thematische Klassifikation erreicht. Die hierfür benötigten Informationen können – wie im Falle der Spektren reiner Materialien (EM-Spektren) – aus den Bilddaten selbst abgeleitet werden, oder können – wie ein Geländemodell und die Information über den Scanwinkel – im Zuge der Vorprozessierung aus weiteren Datenquellen erzeugt werden. Hinsichtlich der automatisierten EM-Ableitung wird eine zweistufige Methodik eingesetzt, welche auf einer angepassten Version des Sequential Maximum Angle Convex Cone (SMACC)-Verfahrens sowie der Analyse einer ersten Entmischungsiteration basiert. Die Klassifikation der gefundenen potentiellen EM erfolgt durch ein merkmalsbasiertes Verfahren. Weiterhin weisen nicht-photosynthetisch aktive Vegetation und Boden eine hohe spektrale Ähnlichkeit auf. Zur sicheren Trennung kann die Identifikation schmaler Absorptionsbanden dienen. Zu diesen zählen beispielsweise die Absorptionsbanden von Holozellulose und – je nach Bodentyp – Absorptionsbanden von Bodenmineralen. Auch die spektrale Variabilität der Klassen PV und NPV erfordert zur sicheren Unterscheidung die Verwendung biophysikalisch erklärbarer Merkmale im Spektrum. Hierzu zählen unter anderem die Stärke der Chlorophyll-Absorption, die Form und Lage der ’RedEdge’ und das Auftreten von Holozellulosebanden. Da diese spektrale Information bei herkömmlichen Entmischungsansätzen nicht berücksichtigt wird, erfolgt überwiegend eine Optimierung der Gesamtalbedo, was zu einer schlechten Trennung der Klassen führen kann. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit der MESMA-Ansatz dahingehend erweitert, dass spektrale Information in Form von identifizierten und parametrisierten Absorptionsbanden in den Entmischungsprozess mit einfließt und hierdurch das Potential hyperspektraler Datensätze besser genutzt werden kann. Auch wird in einer zusätzlichen Entmischungsiteration die räumliche Nachbarschaft betrachtet, um insbesondere die Verwendung des sinnvollsten Boden-EMs zu gewährleisten. Ein zusätzliches Problemfeld stellt die numerische Lösung des überbestimmten und oftmals schlecht konditionierten linearen Mischungsmodells dar. Hierzu kann durch die Verwendung des BVLS-Algorithmus und des Ausschlusses kritischer EM-Kombinationen eine numerisch stabile Lösung gefunden werden. Um die oftmals immense Rechenzeit von MESMA-Verfahren zu verkürzen, besteht die Möglichkeit einer iterativen EM-Auswahl und somit die Vermeidung einer Lösung des Mischungssystems durch Berechnung aller EM-Kombinationen (’Brute-Force’-Ansatz). Ein weiterer wichtiger Punkt ist die explizite pixelweise Angabe zur Zuverlässigkeit der Entmischungsergebnisse. Dies erfolgt auf Basis des Mischungsmodells selbst, durch den Vergleich zu empirischen Regressionsmodellen, durch die Berücksichtigung des lokalen Einfallswinkels sowie durch die Integration von Qualitätsangaben der Ausgangsdaten. Um das Verfahren systematisch und unter kontrollierten Bedingungen zu verifizieren und um den Einfluss verschiedener externer Parameter sowie die typischen Genauigkeiten auf einer breiten Datenbasis zu ermitteln, wird eine Simulationskette zur Erzeugung synthetischer Mischungen erstellt. In diese Simulationen fließen Feldspektren von Böden und Pflanzen verschiedener semi-arider Gebiete mit ein, um möglichst viele Fälle abdecken zu können. Die eigentliche Validierung erfolgt auf HyMap-Datensätzen des Naturparks ’Cabo de Gata’ in der andalusischen Provinz Almería sowie auf Messungen, die begleitend im Feld durchgeführt wurden. Hiermit konnte die Methodik auf ihre Genauigkeit unter den konkreten Anforderungen des Anwendungsbeispiels überprüft werden. Die erzielbare Genauigkeit dieser automatisierten Methodik liegt mit einem mittleren Fehler um rund 10% Abundanz absolut im selben Wertebereich oder nur geringfügig höher als die Ergebnisse publizierter manueller MESMA-Ansätze. Weiterhin konnten die typischen Genauigkeiten der Verifikation im Zuge der Validierung bestätigt werden. Den limitierenden Faktor des Ansatzes stellen in der Praxis fehlerhafte oder unvollständige EM-Modelle dar. Mit der vorgestellten Methodik ist somit die Möglichkeit gegeben, die Bedeckungsgrade quantitativ und automatisiert im Subpixelbereich zu erfassen.
N2  - Hyperspectral remote sensing has shown the potential to directly identify and parameterize absorption features and form parameters of spectral signatures. Using this information bio- and geo-physical properties of the sensed surfaces can be retrieved. Conventional spectral unmixing approaches disregard this information since all data values are equally incorporated despite their spectral position. The approach introduced in this thesis for the first time combines an automated spectral unmixing methodology with methods of spectral identification in order to use the full potential of spectroscopic data. An intrinsic property of semi-arid environments all over the world is large spatial heterogeneity caused by a small-scaled mosaic of grasses, small bushes and patches of bare soil. Vegetation cover is primarily limited by water, but also the status of the soil as well as anthropogenetic factors are important. The cover percentage is a standard parameter in vegetation mapping, for soil risk assessment, and for the assessment of land degradation. Therefore, it was found appropriate in a large number of studies to retrieve cover percentage for the functional classes of bare soil, vital photosynthetic active vegetation (PV) as well as dead or senescent non-photosynthetic Vegetation (NPV). For these tasks remote sensing is often applied only for small-scaled applications, and, when using multispectral sensors, commonly neglects non-photosynthetic vegetation. Also, the spatial extent of vegetation and soil patches is in many cases smaller than the spatial resolution of the sensor. Thus subpixel classifiers are required in order to identify and quantify the fractions within a single pixel. The aim of this study is to develop a methodology to provide accurate cover fractions for the mentioned functional classes at the patch scale. Therefore an automated methodology for quantitative subpixel classification based on linear spectral unmixing of hyperspectral data is introduced. This automated thematic processor, denoted muMESMA in the following, can be linked to automated pre-processing chains for hyperspectral data. All parts of muMESMA are verified using a series of spectral simulations in order to systematically test the consistency, general applicability and dependency on input variables of the approach. Also, typical error margins of the approach are estimated based on this large database of test scenarios. Validation of the thematic processor is then carried out for an application example based on multiple HyMap scenes of the ’Cabo de Gata’ natural park, province Almería, southeast Spain. The area is dominated by tussock grasses, small bushes and abandoned agricultural fields, and can be considered typical for semi-arid grasslands. To ensure an automated and widely applicable methodology, all required information should be retrieved from the imagery itself or from standard pre-processing products. In the case of spectral unmixing, the detection of all required spectral signatures of pure scene materials (denoted as Endmembers, EM) from the image itself is critical. For this purpose the Sequential Maximum Angle Convex Cone (SMACC) method is adjusted for automated usage. In order to increase the EM detection rate an additional approach is included in muMESMA. Potential new EM can be identified during a first unmixing iteration based on the assumption that pixels which can not be accurately modelled have a higher chance of being EM themselves. Using this two-step approach for endmember detection, about 70% of all EM spectra could be automatically retrieved in a series of simulated test cases. As for most unsupervised classification methods these two approaches do not include an identification of spectra. Thus muMESMA includes a decision-based spectral classifier for the classes of interest of this study. Based on diagnostic features in the spectra, the use of threshold values can be mostly avoided. The classification accuracy of this approach was 93% when using pure field spectra of the relevant classes. But this chance of ~ 1 in 10 for an inappropriate EM is critical since the accurate unmixing of most scenes requires more than 10 EM. Thus in order to guarantee suitable EM spectra and therefore accurate unmixing results a manual control of retrieved EM is highly recommended. After that the final EM set is selected based on different criteria and data tests, such as Endmember Average RMSE (EAR). To include the spectral variability of all classes in the unmixing process a large number of EM is required. But linear dependencies between spectrally similar classes significantly reduce the mathematical accuracy of the solution when using an increasing number of EMs. To avoid an ’ill-condition’ of the unmixing a Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis (MESMA) approach is used. In this approach each image spectrum is linearly unmixed using all combinations of one spectrum for each of the classes PV, NPV and Soil. Afterwards, the model with the smallest modelling RMS-error is selected and the corresponding fractions are assigned to the pixel. For simulation scenarios the mean unmixing error can be reduced from 11.3% when using conventional manual unmixing to 9.6% using an automated MESMA. For the test area of ’Cabo de Gata’ the MESMA approach was able to accurately model the whole image with one comprehensive EM set despite changing spectral characteristics of surfaces (e. g., changes in vegetation status or composition, variation in soil type). In addition, a good condition of the mixing model without linear dependencies was achieved. The mean error over all test plots could be reduced by 0.6% abundance absolute. Using only the modelling RMS error as model selection criterion is not optimal since this measure is dominated by the overall albedo and small but important spectral features are often neglected. This might cause an increased inaccuracy of estimated ground cover fractions for the spectrally similar classes of NPV and bare soil, since the overall shape of the spectra is highly similar. Thus the residual spectrum (i. e., the part of the signal which cannot be modelled with the given EMs) is analysed using a knowledge-based approach in order to identify a meaningful EM model for each pixel. Using a combined model selection criterion based on this residual analysis, on modelling RMS and on physical constraints, the unmixing error can be further reduced to an average of 8.6% abundance absolute in simulation scenarios. The robustness of the approach is also increased, especially when introducing additional sources of error like partial shadowing, lichens, increased sensor noise or inexact EM. This increased stability is highly important for the HyMap imagery of Cabo de Gata since in all real-world applications the whole spectral variability cannot be completely represented by EMs. Thus the mean unmixing error can be significantly lowered from 15.1% abundance absolute when only optimizing the model RMS error to 11.6% abundance absolute when using the combined optimization criterion including residual analysis. The correlation between field measurements and unmixing results was significant (p < 0.005) with correlation coefficients between 0.76 and 0.86 (R2 values). This average accuracy of the automated muMESMA approach is in the same range as published values of manual field cover measurements, and is equal or only slightly higher than published results using manual MESMA approaches with similar thematic. Also, an additional unmixing iteration incorporating spatial neighbourhood information is included to ensure that a reasonable EM model is selected for each pixel. To reduce the calculation time of the three MESMA unmixing iterations muMESMA can iteratively propose EM models to avoid a ’brute force’ calculation. This methodology based on the residual analysis can significantly reduce calculation time by a factor of 7, but also reduces unmixing accuracy. Another important part of this automated thematic processor is a reliability measure of unmixing quality for every pixel. Based on the residual analysis, modelling error, comparison with empirical regression models and local incidence angle, pixels which are likely error-prone can be identified with the muMESMA approach. For areas with rough terrain the unmixing accuracy can further be increased. Local incidence angle effects significantly affect the accuracy of ground cover estimates for all measurements off-nadir where terrain is rough and vegetation patchy. When the line of sight from bare soil patches to the sensor is (partially) blocked by vegetation, the cover percentage of bare soil is underestimated, while fractional cover by vegetation is overestimated. Using the local incidence angle and empirical vegetation parameters (average height and basal area) a pixel-based empirical correction can be carried out. For the ’Cabo de Gata’ test site the average accuracy of ground increased by an additional 2% abundance absolute. Within this thesis it could be shown that the estimation of ground cover fractions for the functional classes PV, NPV and bare soil can be carried out with increased accuracy using hyperspectral data. With the exception of a recommended manual check the muMESMA approach is fully automated and can retrieve all required information from standardized input data generated by most preprocessing chains. The results of the verification carried out on a large database of field spectra from different semi-arid natural environments and different phenological conditions could be confirmed in the validation for the specific application case ’Cabo de Gata’ based on three multitemporal HyMap data sets. Thus the wide applicability of the approach can be assumed.
KW  - Optische Fernerkundung
KW  - Spektroskopie
KW  - Trockengebiet
KW  - Bodenbedeckung
KW  - Desertifikation
KW  - Spektrale Entmischung
KW  - Bodenbedeckungsgrad
KW  - HyMap
KW  - Hyperspektrale Fernerkundung
KW  - Abbildende Spektroskopie
KW  - Spectral Unmixing
KW  - MESMA
KW  - Imaging Spectroscopy
KW  - Ground Cover Fraction
KW  - Drylands
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-26337
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Schüssler, Ulrich
A1  - Vejnar, Z.
A1  - Okrusch, Martin
A1  - Rose, D.
A1  - Seidel, E.
T1  - Geochemistry of metabasites and gabbroic rocks from the Tepla-Domazlice zone.
N2  - Various amphibolites, metagabbros and eclogitic relics of the Mariimske Lazne complex, and amphibolites from the Cerna Hora Massif exhibit an uniform geochemical character which compares well with modern mid-ocean ridge basalts. Geochemically these metabasites are similar to the amphibolites of the My to area and to schistose. partly striped amphibolites of the neighbouring Tirschenreuth-Mahring Zone and the Erbendorf-Vohenstrauss Zone (Bavaria). Greenschists and amphibolites from the Domailice metamorphic complex show an alkaline-basaltic tendency conforming to modern within-plate basalts or basalts from anomalous midocean ridge segments. In their chemical character, these metabasites compare well with the flaseramphibolites of the Erbendorf-Vohenstrauss Zone. Fine-grained amphibolites in the Warzenrieth area and gabbroic amphiboltes in the Blatterberg-Hoher Bogen area show normal MORB character. The metamorphosed gabbroic rocks in the southern part of the Neukirchen-Kdyne (meta-) igneous complex are subalkaline-tholeiitic and exhibit a magmatic differentiation trend. They differ from the neighbouring amphibolites by generally lower contents of incompatible elements.
Y1  - 1988
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39164
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wehrmann, Thilo
T1  - Automatisierte Klassifikation von Landnutzung durch Objekterkennung am Beispiel von CORINE Land Cover
T1  - Automated classification of CORINE land use classes using object recognition techniques
N2  - Informationen über die Landbedeckung und die mit der anthropogenen Komponente verbundenen Landnutzung sind elementare Bestandteile für viele Bereiche der Politik, Wirtschaft und Wissenschaft. Darunter fallen beispielsweise die Strukurentwicklungsprogramme der EU, die Schadensregulierung im Versicherungswesen und die Modellierung von Stoffkreisläufen. CORINE Land Cover (CLC) wurde infolge eines erweiterten Bedarfs an einem europaweit harmonisierten Datensatz der Landoberfläche erstellt. Das CORINE Projekt weist für diese Arbeit eine hohe Relevanz durch die regelmäßigen Aktualisierungen von 10 Jahren, dem Einsatz der Daten in vielen europäischen und nationalen Institutionen und der guten Dokumentation der CORINE Nomenklatur auf. Die Erstellung der Daten basiert auf der computergestützten manuellen Interpretation, da automatische Verfahren durch die Komplexität der Aufgabenstellung und Thematik nicht in der Lage waren, den menschlichen Interpreten zu ersetzen. Diese Arbeit stellt eine Methodik vor, um CORINE Land Cover aus optischen Fernerkundungsdaten für eine kommende Aktualisierung abzuleiten. Hierzu dienen die Daten von CLC 1990 und der Fernerkundungsdatensatz Image 2000 als Grundlage, sowie die CLC 2000 Klassifikation als Referenz. Die entwickelte und in dem Softwarepaket gnosis implementierte Methodik wendet die objektorientierte Klassifikation in Kombination mit Theorien aus der menschlichen Bildwahrnehmung an. In diesen Theorien wird die Bildwahrnehmung als informationstechnischer Prozess gesehen, der den Klassifikationsprozess in die drei folgenden Subprozesse unterteilt: Bildsegmentierung, Merkmalsgenerierung und Klassenzuweisung. Die Bildsegmentierung generiert aus den untersten Bildprimitiven (Pixeln) bedeutungsvolle Bildsegmente. Diesen Bildsegmenten wird eine Anzahl von bildinvarianten Merkmalen aus den Fernerkundungsdaten für die Bestimmung der CLC Klasse zugewiesen. Dabei liegt die wichtigste Information in der Ableitung der Landbedeckung durch den überwachten Stützvektor-Klassifikator. Die Landoberfläche wird hierzu in zehn Basisklassen untergliedert, um weiteren Merkmalen einen semantischen Unterbau zu geben. Zur Bestimmung der anthropogenen Komponente von ausgewählten Landnutzungsklassen, wie beispielsweise Ackerland und Grünland, wird der phänologische Verlauf der Vegetation durch die Parameter temporale Variabilität und temporale Intensität beschrieben. Neben dem jahreszeitlichen Verlauf der Vegetation können Nachbarschaftsbeziehungen untersucht werden, um weitere anthropogene Klassen und heterogen aufgebaute Sammelklassen beschreiben zu können. Der Versiegelungsgrad als Beispiel für eine Reihe von unscharfen Merkmalen dient der weiteren Differenzierung der verschiedenen Siedlungsklassen aus CORINE LC. Mit Hilfe dieser Merkmale werden die CLC Klassen in abstrakter Form im Klassenkatalog (a-priori Wissensbasis) als Protoklassen beschrieben. Die eigentliche Objekterkennung basiert auf der Repräsentation der CORINE Objekte durch ihre einzelnen Bestandteile und vergleicht die gefundenen Strukturen mit der Wissensbasis. Semantisch homogen aufgebaute Klassen, wie Wälder und Siedlungen oder Protoklassen mit eindeutigen Merkmalen, beispielsweise zur Bestimmung von Grünland durch die Phänologie, können durch den bottom–up Ansatz identifiziert werden. Das übergeordnete CLC Objekt kann direkt aus den Bestandteilen zusammengebaut und einer Klasse zugewiesen werden. Semantisch heterogene Klassen, wie zum Beispiel bestimmte Sammelklassen (Komplexe Parzellenstrukur), können durch ihre Bestandteile validiert werden, indem die Bestandteile eines existierenden CLC Objektes mit der Wissensbasis auf Konsistenz untersucht werden (top–down Ansatz). Eine a-priori Datengrundlage ist für die Erkennung dieser Klassen essentiell. Die Untersuchung der drei Testgebiete (Frankfurt, Berlin, Oldenburg) zeigte, dass von der CORINE LC Nomenklatur 13 Klassen identifiziert und weiteren 14 Klassen validiert werden können. Zehn Klassen können durch diese Methodik aufgrund fehlender Merkmale oder Zusatzdaten nicht klassifiziert werden. Die Gesamtgenauigkeit der automatisierten Klassifikation für die Testgebiete beträgt zwischen 70% und 80% für die umgesetzten Klassen. Betrachtet man davon einzelne Klassen, wie Siedlungs-, Wald- oder Wasserklassen, wird aufgrund der verwendeten Merkmale eine Klassifikationsgenauigkeit von über 90% erreicht. Ein möglicher Einsatz der entwickelten Software gnosis liegt in der Unterstützung einer kommenden CORINE Aktualisierung durch die Prozessierung der identifizierbaren Klassen. Diese CLC Klassen müssen vom Interpreten nicht mehr überprüft werden. Für bestimmte CLC Klassen aus dem Top-down Ansatz wird der Interpret die letzte Entscheidung aus einer Auswahl von Klassen treffen müssen. Weiterhin können die berechneten Merkmale, wie die temporalen Eigenschaften und der Versiegelungsgrad dem Bearbeiter als Entscheidungsgrundlage zur Verfügung gestellt werden. Der Einsatz dieser neu entwickelten Methode führt zu einer Optimierung des bestehenden Aufnahmeverfahrens durch die Integration von semi-automatisierten Prozessen.
N2  - Land cover and land use classifications provide significant information for politics, economy and science. CORINE Land Cover (CLC) represents a harmonised Pan-European land cover dataset utilised by many European and national institutions. The mapping product comprising 44 classes of land cover and land use, is well documented. At the same time it is periodically updated in intervals of 10 years. Mainly due to the complexity of the CORINE nomenclature, generating and updating of this product has ever since been solely based on computer–aided manual image interpretation. To this date, manual interpretation being the backbone of CORINE actualisation has not been replaced by computer aided approaches. As a consequence, this study aims at developing a semi-automated methodology to derive CORINE Land Cover from optical remotely sensed data. The methodology presented, is based upon the former CLC 1990 classification and the Landsat ETM+ based Image 2000 while reference and validation is realised utilising the CLC 2000 data set. Implementation of the presented approach is realised by the software package gnosis combining object oriented classification paradigms with theories related to human image perception. Human image perception itself is known to be a process of information engineering including three sub-processes as follows: image segmentation, feature generation, and class assignment. With regard to image segmentation, meaningful image segments are generated based upon the most simple image primitives, the pixels. Resulting image segments consist of a wide range of invariant image features describing actual CLC classes. However, precise knowledge about land cover is the uttermost important information for any further processing steps presented in this work. Therefore, ten baseline land cover classes are extracted from multi spectral image 2000 data sets using a novel supervised classification approach of support vector machines. In order to estimate the anthropogenic impact affecting some CORINE classes, the phenological characteristics are analysed and processed. Thus temporal parameters like temporal variability and temporal intensity are used for the delineation of pastures and arable land. Conjointly with these vegetation features, neighbourhood analysis is used to derive functionality or heterogeneity of complex classes. At last, additional error reduction and further specification is addressed by the extraction of fuzzy features. Based on these features sets, CLC classes are represented abstractly stored within a class catalogue i.e. an a-priori knowledge base. Class assignment itself is based on the representation of CORINE objects by its integral parts. In the following this sub-process, representing the final step of image perception, is used to compare the extracted structures with the prototypical classes of the knowledge base. On one hand homogeneous classes, consisting of a single land cover type of baseline classes like forests and pastures, are identified with a bottom–up approach. This is based on the assumption that any superior CLC object is composed of and therefore directly linked to its components and consecutively assigned to a specific CLC class. On the other hand heterogeneous classes, consisting of multiple cover types like complex cultivation patterns, can be validated by comparing its components to the knowledge base, i.e. a top–down approach. However, the a-priori geometry provided by a former classification is essential for this type of object recognition. The analysis of test sites located in the vicinities of Frankfurt, Berlin, and Oldenburg indicates that 13 CLC classes can be identified automatically while a second set of 14 CLC classes can be validated. On the contrary, ten classes can not be acquired by the presented approach due to the lack of required features or missing ancillary information. Thus the overall accuracy of the automated classification of the test sites ranges between 70% and 80 %. In addition it increases to more than 90% as observation is limited to classes with intrinsic prototypical description and distinct features like settlement, forest, and water. As a result of this thesis the software package gnosis will provide a fundamental service and support for the forthcoming CORINE update. By means of the software, 13 identifiable classes can be processed automatically based on the bottom–up approach. In regards to the set of 14 CLC classes derived from the top–down approach, distinct class definition will rely on the trained interpreters selecting from a given set of potential classes. This decision making process can also be facilitated by existing feature sets describing temporal characteristics and impervious cover fraction. As a consequence both automated and semi-automated processes presented in this thesis can be considered a good advancement of the existing compilation and updating procedures of the CORINE land cover project.
KW  - Optische Fernerkundung
KW  - Objekterkennung
KW  - Automatische Klassifikation
KW  - Objektorientierte Klassifikation
KW  - Remote Sensing
KW  - Object oriented classification
KW  - automated classification
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25260
ER  - 
TY  - RPRT
A1  - Schüssler, Ulrich
A1  - von Gehlen, K.
A1  - Matthes, S.
A1  - Okrusch, Martin
A1  - Richter, P.
A1  - Röhr, C.
T1  - Ultramafische Einschaltungen in Metabasiten der KTB-Vorbohrung
N2  - No abstract available
KW  - Kontinentales Tiefbohrprogramm
Y1  - 1991
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39206
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Schüssler, Ulrich
A1  - Kreuzer, H.
A1  - Lenz, H.
A1  - Lenz, K.-L.
A1  - Raschka, H.
A1  - Oppermann, U.
A1  - Pommerenke, K.
A1  - Seidel, E.
A1  - Okrusch, M.
T1  - Geochronologische Untersuchungen in der Oberpfalz: K/Ar Mineral- und Rb/Sr Gesamtgesteinsdatierungen
N2  - No abstract available
KW  - Kontinentales Tiefbohrprogramm
Y1  - 1986
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39195
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Hammann, W.
A1  - Heunisch, C.
A1  - Schüssler, Ulrich
T1  - Organische Mikrofossilien (Chlorophyta, Acritarcha, Sporae diversae, Scolecodonten) aus den Schichten des Streichengrundes, Unterdevon, im Raum Guttenberg-Kupferberg des Frankenwaldes.
N2  - Aus einer SE von Guttenberg im Frankenwald auftretenden Abfolge von bisher zur ordovizischen Randschieferserie gezählten grauen Schiefern und Tuffiten, den "Streichengrund-Schichten", wird eine reiche Assoziation organischer Mikrofossilien mit einem unterdevonisehen (Unter-Ems) Ablagerungsalter und mit aufgearbeitetem Unterordovizium (Ober-Arenig) beschrieben. Diese umfaßt 11 Arten der Chlorophyten, 44 Arten der Acritarchen - davon neu Uncillisphaera spinifurcillata 11. sp., sowie 42 Taxa der Sporae dispersae und Scolecodonten. Die somit als tektonische Schuppe innerhalb der ordovizischen Randschieferserie liegenden Streichengrund-Schichten stellen eine im Frankenwald bisher unbekannte Fazieseinheit des Unterdevon dar, die mit ihren vulkanischen Anteilen bayerische, mit ihren klastischen Anteilen thüringische Züge besitzt. Lithologische Vergleiche mit den in streichender Verlängerung nach S hin auftretenden dunklen Schiefern der stratiformen Lagerstätte von Kupferberg legen ein Unterdevon-Alter auch für diese Einheit nahe.
N2  - From aseries of grey shales and tuffites, the "Streichengrund beds" whieh erop out SE of Guttenberg in the Frankenwald, a rieh assodation of organic microfossils is described. It comprises 11 species of chlorophytes, 44 species of acritarchs, including the new species Uncinisphaera spinifurcillata n. sp., 41 taxa of the Sporae dispersae, and scolecodonts. The mieroflora of the Streichengrund beds, which were considered so far to represent apart of the Ordovician Randschiefer, indicates a Lower Devonian (early Emsian) age of deposition and also contains reworked Lower Ordovician (Upper Arenigian) components. Therefore the Streichengrund beds occur within the Randschiefer as a tectonically isolated wedge. They represent a lithologie unit unknown so far in the Lower Devonian of the Frankenwald and can be considered to be a transitional fades between the vo\canically influenced Bavarian and the siliciclastic Thuringian Lower Devonian facies of the Frankenwald. Because the dark shales containing the stratiform ore deposit of Kupferberg are situated in the prolongation of a strike of and are lithologically very comparable to the Streichengrund beds, a Lower Devonian age is inferred for these deposits, too.
KW  - Frankenwald
KW  - Unterdevon
KW  - Ordovizium
KW  - Acritarchen
KW  - Sporen
KW  - Lower Devonian
KW  - Ordovician
KW  - acritarchs
KW  - spores
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39152
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schüssler, Ulrich
T1  - Mobilisation einzelner Elemente in Amphiboliten aus der Umgebung der KTB-Lokation, Zone Erbendorf-Vohenstrauss, nördliche Oberpfalz
N2  - No abstract available
KW  - Mineralogie
Y1  - 1988
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39248
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Schüssler, Ulrich
A1  - Kreuzer, H.
A1  - Okrusch, M.
A1  - Raschka, H.
A1  - Seidel, E.
A1  - Vejnar, Z.
T1  - Ar-Ar Datierungen am NW-Rand der Böhmischen Masse
N2  - No abstract available
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39235
ER  -