Umweltmonitoring in Patagonien

Titel des Projekts

Photogrammetrische und fernerkundliche Verfahren für die Überwachung von Umwelt-Prozessen in Patagonien

Förderung

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
„Support the best“ im Rahmen der Exzellenzinitiative (StB)

Beschreibung

Im Fokus des Forschungsvorhabens mit der Dirección de Programas Antárticos y Subantárticos (DPA) der Universidad de Magallanes (UMAG) in Punta Areas steht die Entwicklung photogrammetrischer und fernerkundlicher Verfahren für die Überwachung von Umwelt-Prozessen in Patagonien. Schwerpunkte des Projektes sind zum einen die Veränderungsüberwachung chilenischer Gletscher am Beispiel des Grey Gletschers in Patagonien und zum anderen die Konzeption für ein kameragestütztes Überwachungssystem hydrologischer Extremereignisse am Beispiel des Rio de las Minas in Punta Arenas.

Datenakquisition & -auswertung

Gletschermonitoring

Installation eines terrestrischen Kamerasystems am Grey Gletscher
Aufnahme einer zeitlich und räumlich hochaufgelösten Bildsequenz
3D Oberflächenmodellerstellung auf Basis eines aufgenommenen Bildverbandes
Ableiten von Gletscher-Fließgeschwindigkeiten durch Verfolgung einzelner Merkmale auf der Gletscheroberfläche in den Sequenzbildern und Skalierung über die 3D-Geländeinformationen
Vergleich der terrestrischen Fließgeschwindigkeiten mit den fernerkundlich bestimmten Geschwindigkeitsfeldern (Landsat 8)

Kamerainstallation — © Robert Koschitzki

Flussmonitoring

Umfangreiche Bestandsaufnahme des hangrutschungsgefährdeten Flusses Las Minas bei Punta Arenas
Befliegung gefährdeter Bereiche und Aufnahme zeitlich hochaufgelöster Bildsequenzen in zwei Epochen (2014/2015)
Einmessen natürlicher Referenzpunkte im Flusstal mit dGPS
Ableiten dreidimensionaler Geländeinformationen mittels „structure-from-motion“ Techniken und Georeferenzierung anhand der Referenzpunkte
Kompensation lokaler Modellungenauigkeiten über abschnittsweise iterative Co-Registrierung
Modellvergleich und Deformationsanalyse

Untersuchungsgebiet - Rio de las Minas — © IPF

Resultate

Gletschermonitoring

Bestimmung eines dichten Geschwindigkeitsfeldes für den Terminus der mittleren Gletscherzunge des Grey Gletschers für ein Gebiet ca. 2 x 2 km.
Ermittlung der maximalen Fließgeschwindigkeit des Grey-Gletschers mit 2.8 m·d^-1nahe der Gletscherfront. In einer Entfernung von 2 km von der Gletscherfront beträgt die Fließgeschwindigkeit noch ca. 1.5 m·d^-1.
Mittlere Standardabweichung der terrestrischen Geschwindigkeitsbestimmung: ±6,9 cm·d^-1
Gute Übereinstimmung der terrestrischen Resultate mit fernerkundlich bestimmten Geschwindigkeitswerten (mittlere Abweichung: ±0,2 m·d^-1).

Landsat-basieret Geschwindigkeiten — © IPF

Flussmonitoring

Berechnung der Volumenänderung (Erosions- und Akkumulationsbereich) zwischen den Epochen und Lokalisierung von Hangrutschungen im Flussgebiet
Erstellung eines UAV-gestützten Überwachungskonzeptes für den Rio de las Minas