Kartierung von Gletscherzonen aus TerraSAR-X und Sentinel-2 Daten am Beispiel des Manson Icefield (Kanada) zwischen 2017 und 2020

Abstract

Vor dem Hintergrund eines zu beobachtenden regionalen Klimawandels und den damit einhergehenden Veränderungen der glazialen Systeme auf den Queen Elizabeth Island werden im Rahmen dieser Arbeit die Nutzungsmöglichkeiten der optischen sowie Radarfernerkundung für eine konsistente Überwachungsmöglichkeit der Gletscherzonen getestet. Die Queen Elizabeth Island enthalten ~14% der weltweiten Gletscher- und Eisflächen [Mortimer u. a. 2016] und beeinflussen mithin das weltweite Klima. Das untersuchte Manson Icefield liegt im südöstlichen Teil der Queen Elizabeth Islands und besteht im Jahr 2020 aus einer Gletscherfläche von 5160 km2, wobei während des Untersuchungszeitraums ein Rückgang der Gletscherfläche von 1% zu beobachten ist. Der Ansatz für die Ableitung der Gletscherzonen von Manson Icefield basiert auf einem Index mit der Kombination aus dem visuellen sowie kurzwelligen Infrarot von Sentinel-2 und dem Radarkanal des TerraSAR-X Satelliten, wobei auch überwachte Klassifikationsverfahren, wie die Minimum Distance Klassifikation, die Spectral Angle Mapping Klassifikation oder der Maximum Likelihood Algorithmus untersucht werden. Die Ergebnisse zeigen dabei, dass sich durch die Auswertung von optischen Daten in Kombination mit SAR-Daten unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Auflösung andere Gletscherzonen ableiten lassen, als es nur mit Radardaten möglich ist. Die Rückstreucharakteristik verschiedener Bandkombinationen der Daten erweisen sich hierbei als wirksames Hilfsmittel zur Ableitung der flächenhaften Ausdehnung und Verteilung verschiedener Schneedecken und ermöglicht die Beobachtung der sich saisonal, periodisch oder episodisch verlagernden Zonen. So können Aussagen über die Beschaffenheit und Veränderung der Gletscherzonen sowie die Dauer der Schmelzperiode im Sommer getroffen werden und in Verbindung mit den lokalen meteorologischen und topografischen Daten gebracht werden. Die Ergebnisse zeigen sowohl saisonale als auch Langzeitveränderungen der Gletscherzonen sowie der Gesamtfläche des Eisfelds, welche für Analyse- und Vorhersagemodelle von Bedeutung sind