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Assessment of glacial hazards based on remote sensing and GIS modeling


Huggel, Christian. Assessment of glacial hazards based on remote sensing and GIS modeling. 2004, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

Die Forschung im Bereich von Gletschergefahren ist durch natürliche und vom Mensch inudzierte Entwicklungen gefordert. Die Klimaveränderung beeinflusst stark die Dynamik in glazialen und periglazialen Gebieten. Der starke Rückgang der Gebirgsgletscher und die Degradation von Permafrost kann zu Situationen führen, die ohne historische Präzedenz sind und die Gefahrensituation entsprechend verändern. Die damit einhergehende Intensivierung der menschlischen Aktivitäten in Gebrigsräumen akzentuiert zusätzlich das Konfliktpotenzial im Zusammenhang mit Naturgefahren. Solche schnellen Veränderungen verlangen Techniken zur regelmässigen Überwachung der betroffenen Bereiche und Modelle, um die Auswirkungen der Gefahrenprozesse abzuschätzen. Diese Studie befasst sich mit Gefahren von Eislawinen, Ausbrüchen von Gletscherseen, periglazialen Murgängen und Interaktionen davon. Das Fehlen von konsistenten Methoden zur Beurteilung von Gletschergefahren war Motivation zum Erarbeiten von Konzepten für Gletschergefahren und ihrer Beurteilung auf Basis von Abschätzungen der Ereignisgrösse und Eintretenswahrscheinlichkeit. Den Methoden liegen hauptsächlich Erfahrung, empirische Beziehungen und physikalisches Verständnis zu Grunde. Informationen über Oberflächeneigenschaften der glazialen und periglazialen Gebiete werden von Fernerkundungsdaten und entsprechenden Bildverarbeitungstechniken gewonnen. Es werden Methoden präsentiert zur Erfassung von steilen und potenziell gefährlichen Gletschern, zur Erfassung und Beurteilung von Gletscherseen und unstabilen Schuttreservoirs. Techniken der Geländemodellierung basierend auf öffentlich erhältlichen oder von Fernerkundungsdaten abgeleiteten digitalen Höhenmodellen (DHM) unterstützen die Analyse. GIS-basierte Modelle unter Verwendung von 'flow-routing' Algorithmen erlauben eine erste Beurteilung der Auswirkungen von Gletschergefahren. Die Methoden wurden primär in den Europäischen Alpen entwickelt, aber Anwendungen in grossen abgelegenen Hochgebirgsregionen wie den Anden zeigen das grosse Potenzial solcher Methoden in diesen Gebieten. Die Modelle sind gezielt einfach im Gebrauch und in verschiedenem Kontext anwendbar entwickelt worden. Damit wird eine Anwendung in der Praxis erleichtert, was an verschiedenen Beispielen bereits erreicht wurde. Auf Grund von Tendenzen hin zu zunehmend sehr hoch aufgelösten Satellitensensoren und der wachsenden Verfügbarkeit von aus Fernerkundungsdaten abgeleiteten DHMs sind die Forschungsperspektiven vielversprechend. Die damit verbundene Datenflut verlangt angemessene Techniken zur Datenverwaltung und -verarbeitung. Die im Rahmen dieser Studie entwickelten Methoden und Modelle sind darauf augelegt, aktuell und zukünftig verfügbare Bild- und Geländedaten sinnvoll und gewinnbringend nutzen zu können.

Abstract Research on glacial hazards is challenged by current natural and human-induced and - related developments. Climate change strongly influences the dynamics in glacial and periglacial environments. Strong retreat of mountain glaciers and permafrost degradation can lead to conditions never experienced in historical times and modify related hazard effects. Parallel intensification of human activity in mountain areas accentuates potential conflicts with natural hazards. Such rapid changes necessarily require monitoring techniques and models to simulate the effects of adverse natural processes on human systems. This study is concerned with hazards from ice avalanches, glacial lake outbursts, periglacial debris flows and related interactions. The lack of rigorous methods for assessment of glacial hazards was motivation to present a concept of glacial hazards and their assessment based on event magnitude and probability of occurrence. Physical understanding, experience and empirical relationships are the major basis of the methods proposed. Information on the surface characteristics of glacial and periglacial areas is derived from satellite remote sensing imagery and related image processing techniques. Methods are presented for detection of steep and potentially hazardous glaciers as well as for detection and assessment of glacial lakes and possibly unstable periglacial debris reservoirs. Terrain modeling based on publicly available or remote sensingderived digital elevation models (DEMs) supports the analysis. GIS-models using flow-routing algorithms allow for first-order assessment of the impacts from glacial hazards.

Abstract

Die Forschung im Bereich von Gletschergefahren ist durch natürliche und vom Mensch inudzierte Entwicklungen gefordert. Die Klimaveränderung beeinflusst stark die Dynamik in glazialen und periglazialen Gebieten. Der starke Rückgang der Gebirgsgletscher und die Degradation von Permafrost kann zu Situationen führen, die ohne historische Präzedenz sind und die Gefahrensituation entsprechend verändern. Die damit einhergehende Intensivierung der menschlischen Aktivitäten in Gebrigsräumen akzentuiert zusätzlich das Konfliktpotenzial im Zusammenhang mit Naturgefahren. Solche schnellen Veränderungen verlangen Techniken zur regelmässigen Überwachung der betroffenen Bereiche und Modelle, um die Auswirkungen der Gefahrenprozesse abzuschätzen. Diese Studie befasst sich mit Gefahren von Eislawinen, Ausbrüchen von Gletscherseen, periglazialen Murgängen und Interaktionen davon. Das Fehlen von konsistenten Methoden zur Beurteilung von Gletschergefahren war Motivation zum Erarbeiten von Konzepten für Gletschergefahren und ihrer Beurteilung auf Basis von Abschätzungen der Ereignisgrösse und Eintretenswahrscheinlichkeit. Den Methoden liegen hauptsächlich Erfahrung, empirische Beziehungen und physikalisches Verständnis zu Grunde. Informationen über Oberflächeneigenschaften der glazialen und periglazialen Gebiete werden von Fernerkundungsdaten und entsprechenden Bildverarbeitungstechniken gewonnen. Es werden Methoden präsentiert zur Erfassung von steilen und potenziell gefährlichen Gletschern, zur Erfassung und Beurteilung von Gletscherseen und unstabilen Schuttreservoirs. Techniken der Geländemodellierung basierend auf öffentlich erhältlichen oder von Fernerkundungsdaten abgeleiteten digitalen Höhenmodellen (DHM) unterstützen die Analyse. GIS-basierte Modelle unter Verwendung von 'flow-routing' Algorithmen erlauben eine erste Beurteilung der Auswirkungen von Gletschergefahren. Die Methoden wurden primär in den Europäischen Alpen entwickelt, aber Anwendungen in grossen abgelegenen Hochgebirgsregionen wie den Anden zeigen das grosse Potenzial solcher Methoden in diesen Gebieten. Die Modelle sind gezielt einfach im Gebrauch und in verschiedenem Kontext anwendbar entwickelt worden. Damit wird eine Anwendung in der Praxis erleichtert, was an verschiedenen Beispielen bereits erreicht wurde. Auf Grund von Tendenzen hin zu zunehmend sehr hoch aufgelösten Satellitensensoren und der wachsenden Verfügbarkeit von aus Fernerkundungsdaten abgeleiteten DHMs sind die Forschungsperspektiven vielversprechend. Die damit verbundene Datenflut verlangt angemessene Techniken zur Datenverwaltung und -verarbeitung. Die im Rahmen dieser Studie entwickelten Methoden und Modelle sind darauf augelegt, aktuell und zukünftig verfügbare Bild- und Geländedaten sinnvoll und gewinnbringend nutzen zu können.

Abstract Research on glacial hazards is challenged by current natural and human-induced and - related developments. Climate change strongly influences the dynamics in glacial and periglacial environments. Strong retreat of mountain glaciers and permafrost degradation can lead to conditions never experienced in historical times and modify related hazard effects. Parallel intensification of human activity in mountain areas accentuates potential conflicts with natural hazards. Such rapid changes necessarily require monitoring techniques and models to simulate the effects of adverse natural processes on human systems. This study is concerned with hazards from ice avalanches, glacial lake outbursts, periglacial debris flows and related interactions. The lack of rigorous methods for assessment of glacial hazards was motivation to present a concept of glacial hazards and their assessment based on event magnitude and probability of occurrence. Physical understanding, experience and empirical relationships are the major basis of the methods proposed. Information on the surface characteristics of glacial and periglacial areas is derived from satellite remote sensing imagery and related image processing techniques. Methods are presented for detection of steep and potentially hazardous glaciers as well as for detection and assessment of glacial lakes and possibly unstable periglacial debris reservoirs. Terrain modeling based on publicly available or remote sensingderived digital elevation models (DEMs) supports the analysis. GIS-models using flow-routing algorithms allow for first-order assessment of the impacts from glacial hazards.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Haeberli Wilfried, Evans S G
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Institute of Geography
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:910 Geography & travel
Uncontrolled Keywords:Fernerkundung, Gletscher, Modellierung, Naturgefahr, Risikoanalyse, Geoinformationssystem, Gletscher, Methode, Naturgefahr, Geographische Informationssysteme (Gis), Lb: Glaziologie, Eis, Schnee, Gletscherhaushalt, Firnlinie, Gleichgewichtslinie, Gletscherbewegungen (Rezent), Surges, Kalben Von Gletschern, Naturkatastrophen, Natural Hazard, Dissertationen Abt. Physische Geographie, Naturgefahren + Naturkatastrophen, 551%502.58, Gletscherbewegungen (Glaziologie), 551.324.5, Remote Sensing + Fernmessung + Fernerkundung (Geodäsie), 528.8, Seeausbruch (Hydrologie), 556.555*9, Geografische Informationssysteme, 528.94,1, Hochwasser + Hochwasserabfluss + Maximalabfluss (Hydrologie), 556.166, Schweizer Alpen, (234.3*schweiz)
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2004
Deposited On:23 May 2019 11:22
Last Modified:25 Sep 2019 00:10
Series Name:Schriftenreihe Physische Geographie
ISBN:3-85543-240-6
Additional Information:Enth. 5 Artikel aus versch. Zeitschriften unter Mitarbeit von Christian Huggel
OA Status:Closed
Free access at:Related URL. An embargo period may apply.
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod004869429&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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