Remote sensing applications to earth surface processes in the Eastern Central Andes

Fernerkundungsanwendungen für Erdoberflächenprozesse in den östlichen Zentralanden

  • Geomorphology seeks to characterize the forms, rates, and magnitudes of sediment and water transport that sculpt landscapes. This is generally referred to as earth surface processes, which incorporates the influence of biologic (e.g., vegetation), climatic (e.g., rainfall), and tectonic (e.g., mountain uplift) factors in dictating the transport of water and eroded material. In mountains, high relief and steep slopes combine with strong gradients in rainfall and vegetation to create dynamic expressions of earth surface processes. This same rugged topography presents challenges in data collection and process measurement, where traditional techniques involving detailed observations or physical sampling are difficult to apply at the scale of entire catchments. Herein lies the utility of remote sensing. Remote sensing is defined as any measurement that does not disturb the natural environment, typically via acquisition of images in the visible- to radio-wavelength range of the electromagnetic spectrum. Remote sensing is an especiallyGeomorphology seeks to characterize the forms, rates, and magnitudes of sediment and water transport that sculpt landscapes. This is generally referred to as earth surface processes, which incorporates the influence of biologic (e.g., vegetation), climatic (e.g., rainfall), and tectonic (e.g., mountain uplift) factors in dictating the transport of water and eroded material. In mountains, high relief and steep slopes combine with strong gradients in rainfall and vegetation to create dynamic expressions of earth surface processes. This same rugged topography presents challenges in data collection and process measurement, where traditional techniques involving detailed observations or physical sampling are difficult to apply at the scale of entire catchments. Herein lies the utility of remote sensing. Remote sensing is defined as any measurement that does not disturb the natural environment, typically via acquisition of images in the visible- to radio-wavelength range of the electromagnetic spectrum. Remote sensing is an especially attractive option for measuring earth surface processes, because large areal measurements can be acquired at much lower cost and effort than traditional methods. These measurements cover not only topographic form, but also climatic and environmental metrics, which are all intertwined in the study of earth surface processes. This dissertation uses remote sensing data ranging from handheld camera-based photo surveying to spaceborne satellite observations to measure the expressions, rates, and magnitudes of earth surface processes in high-mountain catchments of the Eastern Central Andes in Northwest Argentina. This work probes the limits and caveats of remote sensing data and techniques applied to geomorphic research questions, and presents important progress at this disciplinary intersection.show moreshow less
  • Die Geomorphologie versucht die Art, Geschwindigkeit und Ausmaße des Sediment- und Wassertransports zu charakterisieren welche zur Formung der Landschaften beitragen. Diese werden im Allgemeinen als Erdoberflächenprozesse bezeichnet, welche den Einfluss biologischer (z.B. Vegetation), klimatischer (z.B. Niederschlag) und tektonischer (z.B. Gebirgshebung) Faktoren auf den Transport von Wasser und das erodierte Material beschreiben. Im Hochgebirge entsteht eine dynamische Wechselwirkung zwischen hohen Reliefs und steilen Hängen und infolge dessen starke Regen- und Vegetationsgradienten. Die gleiche raue Topographie stellt wiederum eine Herausforderung bei der Datenerfassung und Prozessmessung dar, da hier herkömmliche Techniken zur detaillierten Beobachtung oder physikalischen Probenahmen im Maßstab ganzer Einzugsgebiete an ihre Grenzen stoßen. Hier zeigt sich der Nutzen der Fernerkundung. Fernerkundung ist definiert als Messung, welche die natürliche Umgebung nicht stört, typischerweise durch Aufnahme von Bildern im sichtbaren bisDie Geomorphologie versucht die Art, Geschwindigkeit und Ausmaße des Sediment- und Wassertransports zu charakterisieren welche zur Formung der Landschaften beitragen. Diese werden im Allgemeinen als Erdoberflächenprozesse bezeichnet, welche den Einfluss biologischer (z.B. Vegetation), klimatischer (z.B. Niederschlag) und tektonischer (z.B. Gebirgshebung) Faktoren auf den Transport von Wasser und das erodierte Material beschreiben. Im Hochgebirge entsteht eine dynamische Wechselwirkung zwischen hohen Reliefs und steilen Hängen und infolge dessen starke Regen- und Vegetationsgradienten. Die gleiche raue Topographie stellt wiederum eine Herausforderung bei der Datenerfassung und Prozessmessung dar, da hier herkömmliche Techniken zur detaillierten Beobachtung oder physikalischen Probenahmen im Maßstab ganzer Einzugsgebiete an ihre Grenzen stoßen. Hier zeigt sich der Nutzen der Fernerkundung. Fernerkundung ist definiert als Messung, welche die natürliche Umgebung nicht stört, typischerweise durch Aufnahme von Bildern im sichtbaren bis Radio-Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Fernerkundung ist eine besonders vorteilhafte Option für die Messung von Erdoberflächenprozessen, da großflächige Messungen mit wesentlich geringerem Aufwand als bei herkömmlichen Methoden durchgeführt werden können. Diese Messungen ermöglichen nicht nur das Erfassen der topografischen Form, sondern auch das der Klima- und Umwelteinflüsse, die wiederum bei der Untersuchung von Erdoberflächenprozessen miteinander verknüpft sind. In dieser Dissertation werden Fernerkundungsdaten verwendet, die von kamerabasierten Handaufnahmen bis zu weltraumgestützten Satellitenbeobachtungen reichen, um die Auswirkungen, Geschwindigkeiten und das Ausmaß von Erdoberflächenprozessen in hochgebirgigen Einzugsgebieten der östlichen Zentralanden im Nordwesten Argentiniens zu messen. Diese Arbeit untersucht die Möglichkeiten und Grenzen von Fernerkundungsdaten und -techniken, die auf geomorphologische Forschungsfragen angewendet werden und präsentiert wichtige Fortschritte an diesem disziplinären Schnittpunkt.show moreshow less

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Metadaten
Author details:Benjamin PurintonORCiDGND
URN:urn:nbn:de:kobv:517-opus4-445926
DOI:https://doi.org/10.25932/publishup-44592
Supervisor(s):Bodo Bookhagen
Publication type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of first publication:2020
Publication year:2020
Publishing institution:Universität Potsdam
Granting institution:Universität Potsdam
Date of final exam:2020/02/14
Release date:2020/03/19
Tag:Anden; Fernerkundung; Geomorphologie
Andes; geomorphology; remote sensing
Number of pages:xiii, 134
RVK - Regensburg classification:TG 4540, TP 8850, TG 1145
Organizational units:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Geowissenschaften
DDC classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
License (German):License LogoKeine öffentliche Lizenz: Urheberrechtsschutz
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