Das luftgestützte Laserscanning (ALS – Airborne Laserscanning) ist ein Verfahren, bei dem die Erdoberfläche aus der Luft mit einem Laserstrahl abgetastet und das reflektierte Signal aufgezeichnet wird. Aus dieser gewonnen Punktwolke lässt sich die Erdoberfläche mit sehr hoher Genauigkeit in 3D darstellen. Anhand dieser Daten können die Forschenden in SEHAG Veränderungen in der Landschaft feststellen, indem diese Modelle mit älteren Modellen verglichen werden. Das kann die Gletscherschmelze, das Auslösen von Muren oder das Baumwachstum sein. Vom 22.09.2021 bis zum 24.9.2021 wurden alle drei Täler des SEHAG-Projekts beflogen und erfasst. Die Flugdauer belief sich auf ca. 6-7 Stunden pro Tal. Die Täler wurden systematisch abgeflogen, so dass ein flächendeckend guter Datensatz erhoben werden konnte.
Vor dem Abflug werden alle technischen Geräte, wie z.B. der mobile Laserscanner, überprüft (Foto Anton Brandl).Die Daten werden in Echtzeit erfasst (Foto Anton Brandl).Der Gepatschferner im Kaunertal vom Helikopter aus (Foto Anton Brandl).
At the Landesgartenschau 2020, which has been postponed to 2021, visitors will have the opportunity to meet us scientists of the research project SEHAG and to ask us questions directly. On 13.08.2021 we will be at the KU pavilion between 2 and 5 pm. In addition to theoretical informations and research results, we will also show you the use of our measuring instruments which we use in the field. These include, for example, UAS (drones), laser scanners and dGPS instruments.
During the filming of a National Geographic TV documentary about Felix Neureuther and his interest in alpine landscape changes, there was also a scientific exchange between the SEHAG team and the former ski racer. The main focus was on the scientific use and processing of historical photographs, which were evaluated by the SEHAG project. By comparing these photos with current images from the same position, the changes in the alpine landscapes could be impressively shown. Felix Neureuther’s interest in these current research results is high, as he says this is his second home. In addition, his great-great-grandfather was a glaciologist in the mid-19th century and thus also ensured that the first drawings of alpine landscapes were made.
Im Rahmen der Dreharbeiten einer National Geographic TV Dokumentation um Felix Neureuther und dessen Interesse an alpinen Landschaftsveränderungen kam es unter anderem auch zu einem wissenschaftlichen Austausch zwischen dem SEHAG-Team und dem früheren Ski-Rennläufer. Hierbei ging es vor allem um die wissenschaftliche Verwendung und Bearbeitung historischer Fotographien, welche durch das SEHAG-Projekt ausgewertet werden. Durch den Vergleich dieser Fotos mit aktuellen Geländeaufnahmen konnten die Veränderungen der alpinen Landschaften während der Dreharbeiten eindrucksvoll gezeigt werden. Felix Neureuthers Interesse über diese aktuellen Forschungsergebnisse ist hoch, da die Alpen wie er sagt sein zweites Zuhause sind. Zudem hat sein Ur-Ur-Großvater Mitte des 19. Jahrhunderts als Glaziologe unter anderem dafür gesorgt, dass erste Zeichnungen alpiner Landschaften entstanden sind.
Besucher*innen haben bei der Landesgartenschau 2020, welche auf das Jahr 2021 verschoben wurde, die Gelegenheit uns Wissenschaftler*innen des Forschungsprojektes SEHAG kennen zu lernen und uns direkt Fragen zu stellen. Am 13.08.2021 werden wir zwischen 14 und 17 Uhr am KU-Pavillon auf dem Gelände der Landesgartenschau vor Ort sein. Neben theoretischen Erklärungen und Forschungsergebnissen werden wir euch zudem den Einsatz unserer Messinstrumente welche wir im Gelände einsetzen zeigen. Hierzu gehören z.B. Drohnen, Laserscanner und dGPS-Geräte.
Our figure (see below) depicts morphodynamics of almost 50 years (between 1970 and 2006, and between 2006 and 2019, respectively) of two lateral moraine sections at Gepatschferner, Kauner valley, Austria.
Photogrammetric methods, airborne and terrestrial laserscanning were used to generate digital elevation models representing the surfaces in 1970, 2006 and 2019, respectively. Subtraction of two elevation models representing the surface elevation at two points in time yields a ‘DEM of difference’ (DoD). Each pixel of the DoD shows the net surface change (e.g. negative change=>erosion, positive change=>deposition) that occurred in the period between the surveys. We interpret the spatial pattern of positive and negative surface changes (on a red-white-blue colour ramp) in terms of processes that shaped the surface during this period. Moreover, we can compute the volume of sediment that was removed (erosion) or deposited at certain sections of the hillslope.
A comparison of the first (1970-2006) and the second (2006-2019) period shows that the respective volumes of erosion, deposition and sediment delivery to the adjacent river have decreased. These findings have been published in the scientific journal Water – you can access the original paper here: https://www.mdpi.com/2073-4441/12/12/3375.
DEMs of difference (DoD) of two test sites in the corresponding periods with the determined morphological sediment budgets, mean annual erosion volume (red), mean annual deposition volume (blue), and the mean annual resulting net balance (grey) (m3). The DoD of the first period are projected on the Hillshade of 1970/1971 and the DoD of the second period on the Hillshade of 2006 (accordingly also the contour lines), each with a 40% transparency. The uncertainty of the total net balance and the minimum Level of Detection (min LoD) is based on the four stable areas (red rectangles) at or near the test sites.
Die untenstehende Graphik zeigt die Oberflächendynamik der letzten 49 Jahre (1970 bis 2006 und 2006 bis 2019) von zwei Abschnitten der 1850er-Gepatschufermoräne im Kaunertal (Österreich, Tirol). Zur Rekonstruktion der Erdoberfläche wurden sowohl photogrammetrische Methoden (Höhenmodell 1970) als auch luftgestütztes Laserscanning (Höhenmodell 2006) und terrestrisches Laserscanning (Höhenmodell 2019) verwendet. Mit Hilfe eines Geoinformationssystems (GIS) und der anschließenden Interpretation eines sogenannten DoD (DEM of Difference) können die Wissenschaftler*innen die dort ablaufenden geomorphologischen Hangprozesse zeitlich rekonstruieren und die Art sowie das Ausmaß dieser Prozesse bestimmen. Zu identifizieren sind sowohl Erosionsbereiche (rot) als auch Akkumulationsbereiche (blau). Vergleicht man den ersten Zeitraum (1970-2006) mit dem zweiten Zeitraum (2006-2019) stellt man fest, dass im jährlichen Mittel sowohl das Erosionsvolumen, das Akkumulationsvolumen als auch der entsprechende Sedimenteintrag von diesen Hangbereichen in den angrenzenden Fluss abgenommen haben. Diese Erkenntnisse sind Teil einer veröffentlichen Studie im Journal Water und können hier im Detail nachvollzogen werden.
Abbildung 1. DoDs der Testgebiete in den entsprechenden zeitlichen Abschnitten mit den ermittelten morphologischen Sedimentbudgets, dem mittleren jährlichen Erosionsvolumen (rot), dem mittleren jährlichen Akkumulationsvolumen (blau) und der mittleren jährlichen resultierenden Nettobilanz (grau) (m³). Die Unsicherheiten der Nettobilanzen und des sogenannten min Level of Detection, welcher kleinere Werte aus Gründen der Unsicherheit ausschließt, wurden in den Bereichen der roten Rechtecke durchgeführt und sind in der Veröffentlichung im Detail nachvollziehbar.
