TY  - THES
A1  - Baumhoer, Celia Amélie
T1  - Glacier Front Dynamics of Antarctica - Analysing Changes in Glacier and Ice Shelf Front Position based on SAR Time Series
T1  - Gletscherfrontdynamiken in der Antarktis - Die Analyse von Gletscher- und Eisschelffrontänderungen basierend auf SAR-Zeitreihen
N2  - The Antarctic Ice Sheet stores ~91% of the global ice volume which is equivalent to a sea-level rise of 58.3 meters. Recent disintegration events of ice shelves and retreating glaciers along the Antarctic Peninsula and West Antarctica indicate the current vulnerable state of the Antarctic Ice Sheet. Glacier tongues and ice shelves create a safety band around Antarctica with buttressing effects on ice discharge. Current decreases in glacier and ice shelf extent reduce the effective buttressing forces and increase ice discharge of grounded ice. The consequence is a higher contribution to sea-level rise from the Antarctic Ice Sheet. So far, it is unresolved which proportion of Antarctic glacier retreat can be attributed to climate change and which part to the natural cycle of growth and decay in the lifetime of a glacier. The quantitative assessment of the magnitude, spatial extent, distribution, and dynamics of circum-Antarctic glacier and ice shelf retreat is of utmost importance to monitor Antarctica’s weakening safety band. In remote areas like Antarctica, earth observation provides optimal properties for large-scale mapping and monitoring of glaciers and ice shelves. Nowadays, the variety of available satellite sensors, technical advancements regarding spatial resolution and revisit times, as well as open satellite data archives create an ideal basis for monitoring calving front change. A systematic review conducted within this thesis revealed major gaps in the availability of glacier and ice shelf front position measurements despite the improved satellite data availability. The previously limited availability of satellite imagery and the time-consuming manual delineation of calving fronts did neither allow a circum-Antarctic assessment of glacier retreat nor the assessment of intra-annual changes in glacier front position. To advance the understanding of Antarctic glacier front change, this thesis presents a novel automated approach for calving front extraction and explores drivers of glacier retreat. 
A comprehensive review of existing methods for glacier front extraction ascertained the lack of a fully automatic approach for large-scale monitoring of Antarctic calving fronts using radar imagery. Similar backscatter characteristics of different ice types, seasonally changing backscatter values, multi-year sea ice, and mélange made it challenging to implement an automated approach with traditional image processing techniques. Therefore, the present abundance of satellite data is best exploited by integrating recent developments in big data and artificial intelligence (AI) research to derive circum-Antarctic calving front dynamics. In the context of this thesis, the novel AI-based framework “AntarcticLINES” (Antarctic Glacier and Ice Shelf Front Time Series) was created which provides a fully automated processing chain for calving front extraction from Sentinel-1 imagery. Open access Sentinel-1 radar imagery is an ideal data source for monitoring current and future changes in the Antarctic coastline with revisit times of less than six days and all-weather imaging capabilities. The developed processing chain includes the pre-processing of dual-polarized Sentinel-1 imagery for machine learning applications. 38 Sentinel-1 scenes were used to train the deep learning architecture U-Net for image segmentation. The trained weights of the neural network can be used to segment Sentinel-1 scenes into land ice and ocean. Additional post-processing ensures even more accurate results by including morphological filtering before extracting the final coastline. A comprehensive accuracy assessment has proven the correct extraction of the coastline. On average, the automatically extracted coastline deviates by 2-3 pixels (93 m) from a manual delineation. This accuracy is in range with deviations between manually delineated coastlines from different experts. 
For the first time, the fully automated framework AntarcticLINES enabled the extraction of intra-annual glacier front fluctuations to assess seasonal variations in calving front change. Thereby, for example, an increased calving frequency of Pine Island Glacier and a beginning disintegration of Glenzer Glacier were revealed. Besides, the extraction of the entire Antarctic coastline for 2018 highlighted the large-scale applicability of the developed approach. Accurate results for entire Antarctica were derived except for the Western Antarctic Peninsula where training imagery was not sufficient and should be included in future studies. 
Furthermore, this dissertation presents an unprecedented record of circum-Antarctic calving front change over the last two decades. The newly extracted coastline for 2018 was compared to previous coastline products from 2009 and 1997. This revealed that the Antarctic Ice Sheet shrank 29,618±1193 km2 in extent between 1997-2008 and gained an area of 7,108±1029 km2 between 2009-2018. Glacier retreat concentrated along the Antarctic Peninsula and West Antarctica. The only East Antarctic coastal sector primarily experiencing calving front retreat was Wilkes Land in 2009-2018. Finally, potential drivers of circum-Antarctic glacier retreat were identified by combining data on glacier front change with changes in climate variables. It was found that strengthening westerlies, snowmelt, rising sea surface temperatures, and decreasing sea ice cover forced glacier retreat over the last two decades. Relative changes in mean air temperature could not be identified as a driver for glacier retreat and further investigations on extreme events in air temperature are necessary to assess the effect of atmospheric forcing on frontal retreat. The strengthening of all identified drivers was closely connected to positive phases of the Southern Annular Mode (SAM). With increasing greenhouse gases and ozone depletion, positive phases of SAM will occur more often and force glacier retreat even further in the future.
Within this thesis, a comprehensive review on existing Antarctic glacier and ice shelf front studies was conducted revealing major gaps in Antarctic calving front records. Therefore, a fully automated processing chain for glacier and ice shelf front extraction was implemented to track circum-Antarctic calving front fluctuations on an intra-annual basis. The large-scale applicability was certified by presenting two decades of circum-Antarctic calving front change. In combination with climate variables, drivers of recent glacier retreat were identified. In the future, the presented framework AntarcticLINES will greatly contribute to the constant monitoring of the Antarctic coastline under the pressure of a changing climate.
N2  - Der antarktische Eisschild speichert ~91 % des globalen Eisvolumens. Ein gänzliches Abschmelzen des Eisschildes hätte global einen Meeresspiegelanstieg von 58,3 Metern zur Folge. Der aktuelle Zerfall von Eisschelfen und der Gletscherrückgang entlang der Antarktischen Halbinsel und Westantarktis verdeutlichen den vulnerablen Status des antarktischen Eisschildes. Gletscherzungen und Eisschelfe säumen die antarktische Küstenlinie und halten die Eisströme Richtung Ozean zurück. Ein Rückzug der Eisschelfe und Gletscher vermindert den Rückhalteeffekt und führt zu zunehmenden Gletscher-Fließgeschwindigkeiten in Richtung Ozean. Der dadurch verursachte Masseverlust trägt zum globalen Meeresspiegelanstieg bei. Bislang ist ungeklärt, welcher Anteil des antarktischen Gletscherrückgangs auf den Klimawandel und welcher auf den natürlichen Kalbungszyklus der Gletscher und Eisschelfe zurückzuführen ist. Aufgrund des vermehrten Zerfalls von Eisschelfen in den letzten Dekaden ist es von großer Wichtigkeit, den Gletscherrückgang zu quantifizieren und dessen Ausmaß, räumlichen Ausdehnung, Verteilung und Dynamik zirkumantarktisch zu erfassen, um mögliche Auswirkungen auf den Meeresspiegelanstieg frühzeitig zu erkennen. 
In abgelegenen Regionen wie der Antarktis bietet die Erdbeobachtung optimale Voraussetzungen für das großflächige Kartieren und Beobachten von Gletschern und Eisschelfen. Heute stellt die Fülle an frei-verfügbaren Satellitendaten verschiedener Sensoren, in Kombination mit technischen Neuerungen hinsichtlich der räumlichen und zeitlichen Abdeckung, eine ideale Basis für das Monitoring der Kalbungsfronten dar. Trotz der guten Datenverfügbarkeit hat ein umfassender Literaturüberblick − welcher im Rahmen dieser Dissertation durchgeführt wurde − große Lücken in der Verfügbarkeit von Gletscher- und Eisschelffrontpositionsmessungen festgestellt. Die zuvor limitierte Verfügbarkeit von Satellitendaten und die zeitaufwändige manuelle Ableitung der Küstenlinie machten eine zirkumantarktische Beurteilung des Gletscherrückgangs und die intra-annuelle Analyse von Gletscherfrontpositionen unmöglich. Für ein besseres Verständnis antarktischer Gletscherfrontveränderungen, präsentiert diese Dissertation ein neues, automatisiertes Konzept zur Kalbungsfrontextraktion und untersucht ob klimatische Faktoren für den beobachteten Kalbungsfrontenrückgang verantwortlich sind.
Anhand des Literaturüberblicks konnte festgestellt werden, dass bis dato kein komplett automatisiertes Verfahren für die Gletscherfrontextraktion aus großvolumigen Radarsatellitenbildern bestand. Ähnliche Rückstreuwerte von verschiedenen Eistypen, saisonal veränderliche Rückstreuwerte, mehrjähriges Meereis und Eis-Mélange erschwerten die Entwicklung eines automatisierten Ansatzes mit traditionellen Bildverarbeitungsansätzen. Doch die Neuerungen in den Bereichen „Big Data“ und der künstlichen Intelligenz (KI) ermöglichen es, die heutige Fülle an Satellitendaten für die Ableitung von Kalbungsfronten zu nutzen. Im Rahmen dieser Dissertation wurde das neuartige Framework “AntarcticLINES” (Antarctic Glacier and Ice Shelf Front Time Series) kreiert, welches eine komplett automatisierte, KI-basierte Prozessierungskette für die Gletscherfrontenextraktion von Sentinel-1 Daten beinhaltet. Frei verfügbare Sentinel-1 Daten sind ideal, um derzeitige und zukünftige Veränderungen der antarktischen Küstenlinie zu beobachten, da die Orbitwiederholrate weniger als sechs Tage beträgt und die Bildgebung wetterunabhängig ist. Die entwickelte Prozessierungskette beinhaltet die Vorprozessierung, Maskierung und Zerlegung der Satellitenbilder in kleinere Kacheln. Es wurden 38 Sentinel-1 Szenen genutzt, um die Deep Learning Architektur U-Net für eine Bildsegmentierung zu trainieren. Die trainierten Gewichte des Neuronalen Netzes können genutzt werden, um Sentinel-1 Szenen in die Klassen Ozean und Eis zu segmentieren. Eine zusätzliche Nachprozessierung ermöglicht noch genauere Ergebnisse durch morphologisches Filtern, bevor die finale Küstenlinie zwischen den beiden Klassen extrahiert wird. Eine umfangreiche Genauigkeitsauswertung hat ergeben, dass die automatisch abgeleitete Küstenlinie im Mittel 2-3 Pixel (93 m) von einer manuell abgeleiteten Küstenlinie abweicht. Diese Genauigkeit ist im Rahmen der durchschnittlichen Abweichungen von manuell abgeleiteten Küstenlinien verschiedener Experten. 
Erstmals ermöglicht das Framework AntarcticLINES die automatisierte Extraktion von intra-annuellen Gletscherfrontfluktuationen, um saisonale Variationen in der Kalbungsfrontänderung zu untersuchen. Dadurch konnte beispielsweise eine erhöhte Kalbungsfrequenz des Pine-Island-Gletschers festgestellt werden. Die Extraktion der antarktischen Küstenlinie für 2018 zeigt die mögliche Anwendung der entwickelten Methodik für großräumige Gebiete. Für den Großteil der Antarktis wurden genaue Ergebnisse erzielt, lediglich entlang der westlichen Antarktischen Halbinsel fehlten Trainingsdaten, welche in zukünftigen Studien inkludiert werden sollten.
Darüber hinaus präsentiert diese Dissertation einen bis dato beispiellosen Datensatz zu zirkumantarktischen Veränderungen der Kalbungsfronten über die letzten zwei Jahrzehnte. Die neu extrahierte Küstenlinie für das Jahr 2018 wurde mit früheren Küstenlinienprodukten von 2009 und 1997 verglichen. Dies hat offengelegt, dass der Antarktische Eisschild zwischen 1997 und 2008 eine Fläche von 29,618±1193 km2 verlor und zwischen 2009 und 2018 eine Fläche von 7,108±1029 km2 dazugewann. Der Gletscherrückgang konzentrierte sich entlang der Antarktischen Halbinsel und der Westantarktis. Der einzige ostantarktische Sektor, in dem sich simultaner Gletscherrückgang zeigte, war Wilkes Land in den Jahren 2009 bis 2018. Im Anschluss wurden Ursachen für den Antarktischen Gletscherrückgang durch die Korrelation mit Klimavariablen identifiziert. Zunehmende Westwinde, Schneeschmelze, ansteigende Meeresoberflächentemperaturen und zurückgehendes Meereis begünstigten den Gletscherrückgang in den letzten zwei Dekaden. Relative Veränderungen in der durchschnittlichen Lufttemperatur konnten nicht als Ursache für den Gletscherrückgang identifiziert werden und weiter Analysen zu Extremereignissen in der Lufttemperatur sind nötig um Frontveränderungen verursacht durch atmosphärischen Antrieb besser verstehen zu können. Die Verstärkung aller identifizierten Treiber ist eng mit positiven Phasen des Southern Annular Mode (SAM) verbunden. In Anbetracht ansteigender Konzentrationen von Treibhausgasen und dem Ozonrückgang werden positive Phasen des SAMs in Zukunft öfter auftreten, was in Folge den Gletscherrückgang noch weiter vorantreiben kann. 
Zusammengefasst wurde im Rahmen dieser Dissertation ein umfassender Literaturüberblick zu existierenden Gletscher- und Eisschelffrontstudien durchgeführt, welcher größere Lücken in Kalbungsfrontstudien aufzeigte. Es wurde eine voll-automatisierte Prozessierungskette entwickelt, um zirkumantarktische Kalbungsfrontpositionen intra-annuell beobachten zu können und die Datenlücken zu schließen. In Kombination mit Klimavariablen wurden treibende Kräfte, die den aktuellen Gletscherrückgang begünstigen, identifiziert. In Zukunft wird das präsentierte Framework AntarcticLINES zur konstanten Beobachtung der Antarktischen Küstenlinie eingesetzt, um Veränderungen in Anbetracht eines sich ändernden Klimas zu analysieren.
KW  - Antarctica
KW  - Remote Sensing
KW  - Glacier
KW  - SAR
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-245814
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Dederichs, Sebastian
T1  - Die Expansion des Online-Lebensmitteleinzelhandels in Deutschland: Räumliche Organisationsstrukturen und Standortanforderungen
N2  - Nach ersten, wenig erfolgreichen Entwicklungsimpulsen in den 1990er Jahren ist der Online-Lebensmitteleinzelhandel in Deutschland inzwischen in eine Expansionsphase übergegangen, die durch einen Wandel unterschiedlicher Einflussfaktoren begünstigt wurde, so zuletzt beispielsweise durch Rahmenbedingungen der Covid-19-Pandemie. Diese Entwicklung führt dabei nicht nur zu einer Herausbildung neuer oder transformierter Betriebsformen, sondern treibt auch einen Wandel von räumlichen Organisationstrukturen an, der veränderte Standortanforderungen handelnder Akteure mit sich bringt. 
Diese Arbeit untersucht jene Veränderungen in Bezug auf Logistik, Lagerinfrastruktur und Filialsysteme anhand von ausgewählten Unternehmensbeispielen aus dem ergänzenden, reinen sowie kombinierten E-Commerce. Dabei bedient sich die Arbeit einerseits am theoretischen Ansatz der Multi-Level-Perspektive aus dem Blickwinkel der Transitionsforschung, um zu ergründen, warum eine Expansion des Online-Lebensmitteleinzelhandels heute im Gegensatz zu den 1990er Jahren begünstigt wird. Andererseits wird mithilfe eines Methodenmixes aus Sekundärdatenanalyse und qualitativer Forschung analysiert, welche Charakteristika die neuen Betriebsformen aufweisen und welche veränderten Ansprüche diese an die Organisationsstruktur sowie die Standorte von Handelsunternehmen stellen. 
Dabei kann verdeutlicht werden, dass logistische Abläufe (wie auch der Ort der Warenübergabe) heute eine hohe Relevanz für die Charakteristik einer Betriebsform aufweisen und der Online-Lebensmitteleinzelhandel somit zu einer größeren Hybridisierung des Lebensmitteleinkaufs – überwiegend in urbanen Räumen – führt. Dies zeigt zudem, dass bisherige Betriebsformensystematiken nicht mehr ausreichen, um die komplexen Merkmale der neuen Betriebsformen und Vertriebsmodelle hinreichend abzubilden.
N2  - After a series of only marginally successful development impulses in the 1990s, online grocery retailing has now advanced to become a significantly growing market segment in the German food retail market. The expansion of online grocery retailing has been fueled by a variety of technological, social, legal and industry-specific factors and, most recently, by the conditions created by the Co-vid 19 pandemic. This development is accompanied by numerous implications that both change the organizational structures of retail companies and trigger sig-nificant effects on the location conditions of logistics, warehouse infrastructure and store systems. In the meantime, new forms of operation and sales models are emerging from the German online grocery retail sector, which will be analyzed in this paper using selected company examples from complementary, pure and com-bined e-commerce. 
In order to find out why an expansion of online grocery retailing is favored today in contrast to the 1990s, the changed influencing factors of socio-technical regimes are analyzed in the first part of the thesis with the help of the theoretical approach of the multi-level perspective from the perspective of transition research. In the second part of the thesis, based on case studies, the characteristics of the new forms of operation and the changed demands they place on the organizational structure and locations of retail companies are examined. 
The methodological basis for the study is a mix of methods consisting of a comprehensive secondary data analysis, the analysis of secondary statistics and press releases, and an evaluation of expert interviews conducted with various players in online food retailing over a period of several years. 
The results of this work show, among other things, that logistical processes are now much more integrated into the form of operation and merge more intensively with the place where the goods are handed over than is the case with conventional forms of operation. Online grocery retailing thus leads to a greater hybridization of grocery shopping, which also changes companies' requirements for logistics locations. This change mostly affects locations in urban areas, as German online grocery retailing has not yet been able to develop as extensively in rural areas as in densely populated areas. The results of the study also show that previous sys-tems of operating forms are no longer sufficient to adequately reflect the complex characteristics of the new operating forms and sales models. The increased in-tegration of logistical processes into the respective operating form therefore requires further differentiation criteria, which allow a clearer mapping of spatial factors.
The findings of this study are thus suitable for the strategic planning of online grocery retail companies, on the one hand, and offer a possible approach for the further development of a system of operating forms, on the other.
N2  - Nach einer Reihe von nur wenig erfolgreichen Entwicklungsimpulsen in den 1990er Jahren ist der Online-Lebensmitteleinzelhandel inzwischen auch in Deutschland zu einem deutlich wachsenden Marktsegment avanciert. Die Expansion des Online-Lebensmitteleinzelhandel wurde dabei durch unterschiedliche technologische, gesellschaftliche, rechtliche sowie branchenspezifische Einflussfaktoren und zuletzt durch die Rahmenbedingungen der Covid-19-Pandemie begünstigt. Mit dieser Entwicklung gehen zahlreiche Implikationen einher, die sowohl Organisationsstrukturen von Handelsunternehmen verändern als auch maß-gebliche Auswirkungen auf die Standortbedingungen von Logistik, Lagerinfrastruktur und Filialsystemen auslösen. So gehen aus dem deutschen Online-Lebensmitteleinzelhandel mittlerweile neue Betriebsformen und Vertriebsmodelle hervor, die im Rahmen dieser Arbeit dezidiert anhand von ausgewählten Unter-nehmensbeispielen aus dem ergänzenden, reinen und kombinierten E-Commerce analysiert werden. 
Um zu ergründen, warum eine Expansion des Online-Lebensmitteleinzelhandels heute im Gegensatz zu den 1990er Jahren begünstigt wird, werden die veränderten Einflussfaktoren soziotechnischer Regime im ersten Teil der Arbeit mit Hilfe des theoretischen Ansatzes der Multi-Level-Perspektive aus dem Blickwinkel der Transitionsforschung analysiert. Im zweiten Teil wird darauf aufbauend anhand von Fallbeispielen untersucht, welche Charakteristika die neuen Betriebsformen aufweisen und welche veränderten Ansprüche diese an die Organisationsstruktur und die Standorte von Handelsunternehmen stellen. 
Als methodische Grundlage dient ein Methodenmix aus einer umfassenden Sekundärdatenanalyse, der Analyse von Sekundärstatistiken und Pressemitteilun-gen sowie einer Auswertung von Experteninterviews, die mit unterschiedlichen Akteuren im Online-Lebensmitteleinzelhandel über mehrere Jahre durchgeführt wurden. 
Durch die Ergebnisse der Arbeit kann u.a. aufgezeigt werden, dass logistische Abläufe heute deutlich stärker in die Betriebsform integriert sind und intensiver mit dem Ort der Warenübergabe verschmelzen als dies bei konventionellen Betriebsformen der Fall ist. Der Online-Lebensmitteleinzelhandel führt somit zu ei-ner größeren Hybridisierung des Lebensmitteleinkaufs, die auch Anforderungen der Unternehmen an Logistikstandorte verändert. Diese Veränderung betrifft in den meisten Fällen Standorte in urbanen Räumen, da sich der deutsche Online-Lebensmitteleinzelhandel in ländlichen Räumen bisher nicht so umfassend entwickeln konnte wie in dicht besiedelten Bereichen. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen zudem, dass bisherige Betriebsformensystematiken nicht mehr ausreichen, um die komplexen Merkmale der neuen Betriebsformen und Vertriebs-modelle hinreichend abzubilden. Die verstärkte Integration logistischer Prozesse in die jeweilige Betriebsform erfordert demnach weitere Unterscheidungskriterien (Ort der Warenübergabe, Vertriebsmodell, Art und Standort der logistischen Einrichtung), die eine deutlichere Abbildung räumlicher Faktoren zulassen.
Somit eignen sich die Erkenntnisse aus dieser Arbeit einerseits für die strategi-sche Planung von im Online-Lebensmitteleinzelhandel aktiven Unternehmen und bieten andererseits einen möglichen Ansatz zur Weiterentwicklung einer handelsgeographischen Betriebsformensystematik.
T3  - Geographische Handelsforschung - 35 
KW  - Lebensmitteleinzelhandel
KW  - Deutschland
KW  - Handelsforschung
KW  - Handelsbetrieb / Betriebsform
KW  - Standortfaktor
KW  - Online-Lebensmitteleinzelhandel
KW  - Onlinehandel
KW  - Standortbedingungen
KW  - E-Commerce
KW  - Betriebsformenwandel
KW  - Online Food Retailing
KW  - Food Retailing
KW  - E-Grocery
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-306214
SN  - 978-3-95826-212-6
SN  - 978-3-95826-213-3
SN  - 2196-5811
SN  - 2626-8906
N1  - Parallel erschienen als Druckausgabe bei Würzburg University Press, ISBN 978-3-95826-212-6, 31,80 Euro.
PB  - Würzburg University Press
CY  - Würzburg
ER  -