24. März 2025, 16:30 bis 17:00

Diplomprüfung Chiara Gruber

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Analyse der Litoralzonen von Thermokarstseen durch kombinierte Nutzung von SAR- und multispektralen Satellitendaten

Thermokarstseen, welche in Permafrostgebieten häufig vorkommen, spielen eine wichtige Rolle bei den Treibhausgasemissionen. Die Methanemissionen werden durch das Ausmaß der Makrophytenvegetation in der Litoralzone eines Sees beeinflusst. In dieser Studie werden jene Faktoren untersucht, welche die Ausdehnung der Makrophyten in Thermokarstseen beeinflussen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Fernerkundungstechniken, einschließlich der Verwendung von Synthetic Aperture Radar-Daten von Sentinel-1 und optischen Multispektraldaten von Sentinel-2. Im Mittelpunkt der Analyse steht der Circumarctic Landcover Units (CALU) Datensatz, der eine Einheit für flaches, mit Makrophyten bewachsenes Wasser enthält. Zwei modifizierte Versionen der CALU wurden erstellt, indem die ursprünglich verwendeten Daten mit Sentinel-1- und -2-Daten kombiniert wurden, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst wurden. Die geänderten Versionen wurden mit der ursprünglichen CALU verglichen, um die Auswirkungen der unterschiedlichen Erfassung auf die Makrophytenklassifizierung zu bewerten. Der Anteil der flachen Fläche pro See wurde aus einem Zwischenprodukt der CALU-Erstellung abgeleitet.Die geänderten Versionen der CALU zeigten ein geringeres Vorkommen von Makrophyten als die ursprüngliche Version. Die wichtigsten Merkmale, von denen angenommen wurde, dass sie das Auftreten von Makrophyten beeinflussen, wurden mit dem Anteil der Makrophyten pro See verglichen. Dazu zählen die Seefläche, der Anteil der Litoralzone am See, Breiten- und Längengrad, der Anteil an bodennahem Eis und die Entfernung zur Küste. Die Ergebnisse der Analyse zeigten, dass der Makrophytenanteil am häufigsten mit der Seefläche und dem Anteil des Flachwassers zusammenhing, wobei die höchste Makrophytenbedeckung in Seen mit einer Fläche zwischen 1500 und 20000 m2 mit einer durchschnittlichen Bedeckung von 50 % gefunden wurde. Obwohl die Menge des grundfesten Eises pro See auch von der Flachwasserfläche pro See abhängt, konnte kein direkter Zusammenhang mit dem Anteil der Makrophyten festgestellt werden. Ein Random-Forest-Modell, das auf alle Untersuchungsgebiete angewandt wurde, zeigte starke Vorhersagefähigkeiten für die Seefläche und den Anteil an flachem Wasser, wobei die Gesamtfläche des Sees als wichtigster Prädiktor ermittelt wurde. Bei der Anwendung auf einzelne Untersuchungsgebiete zeigte das Modell eine regionale Variabilität, wobei die kreuzvalidierten R2-Werte in den einzelnen Gebieten durchgängig höher waren als beim verallgemeinerten Modell. Dies deutet darauf hin, dass das verallgemeinerte Modell die lokalen Umweltfaktoren nicht vollständig berücksichtigen konnte.Die Ergebnisse dieser Studie tragen zu einem besseren Verständnis der treibenden Kräfte hinter der Verteilung von Makrophyten in arktischen Thermokarstseen bei. Sie unterstreichen das Potenzial der Fernerkundung zur Schätzung der Makrophytenvegetation und zeigen die Anwendbarkeit von Random Forest-Modellen für solche Studien.

Kalendereintrag

Veranstaltungsort

Sem. DA grün 02 A (Zugang über 2. Stock, gelber Bereich)
1040 Wien
Wiedner Hauptstraße 8

 

Veranstalter

TU Wien

 

Öffentlich

Ja

 

Kostenpflichtig

Nein

 

Anmeldung erforderlich

Nein