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From land cover to parameterisation - implications for the enhancement of land cover representation in dynamic slope stability modelling
Elmar Markus Schmaltz
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Geographie)
Betreuer*in
Thomas Glade
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17737.88817.439554-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Landbedeckung und insbesondere Waldflächen haben einen großen Einfluss auf die Stabilität von Hängen. Allerdings sind Rutschungsinventare stark bewaldeter Landschaften aufgrund von systematischen Fehlern im Kartierprozess oft unvollständig. Darüberhinaus sind die dynamischen Veränderungen der Landbedeckung und damit verbundene, ökohydrologische Auswirkungen auf langzeitliche Schwankungen der Stabilität in physikalisch-basierten Hangstabilitätsmodellen kaum repräsentiert. Aus diesen Gründen beabsichtigt diese Arbeit i) Schwierigkeiten beim Erstellen von Rutschungsinventaren in bewaldeten Gebieten zu bewältigen und die Interpretation der Beziehung zwischen Rutschungen und Landbedeckung zu verbessern, und ii) die Repräsentation der Landbedeckungsdynamik zu steigern, um die Aussagekraft von prozess-basierten Hangstabilitätsmodellen zu erhöhen. Hierbei werden die folgenden Strategien angewendet: Zuerst werden verschiedene Datensätze zur Erstellung eines multi-temporalen Rutschungsinventars im Dreiklang in Vorarlberg, Österreich, verwendet. Zweitens wird statistische Modellierung genutzt, um eine bessere Interpretationsgrundlage der Beziehung zwischen Rutschungen und Landbedeckung zu schaffen. Drittens werden dynamische Module in ein etabliertes physikalisch-basiertes Hangstabilitätsmodell implementiert und dieses unter mehreren Landbedeckungskonditionen getestet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Berücksichtigung unterschiedlicher Datensätze beim Erstellen eines multi-temporalen Rutschungsinventars vorteilhaft auswirkt und die Anzahl der identifizierten Rutschungen um bis zu 19 % erhöht werden kann. Die Anwendung statistischer Modellierung zeigte, dass Waldflächen effektiv mehr Stabilität für Hänge aufweisen. Zudem lieferte die verbesserte Repräsentation der Landbedeckung und erhöhte Modellkomplexität eine gesteigerte Vorhersagegüte und steigerte die Aussagekraft des Models. Allerdings sollte berücksichtigt werden, dass die verbesserten Modellergebnisse durch die Parametri-sierung der Landbedeckung den investierten Arbeitsaufwand überwiegen sollte. Aufbauenden Studien sei empfohlen, einen Fokus auf die Parametrisierung von hochaufgelösten Biomassedaten zu setzen, von welchen auszugehen ist, dass sie die Aussagekraft von Hangstabilitätsmodellen weiter verbessern.
Abstract
(Englisch)
Land cover and particularly forests highly influences the stability of hillslopes. However, landslide inventories of largely forested landscapes are often incomplete due to systematic biases in the mapping procedure. Moreover, the dynamic land cover changes and associated ecohydrologcal impacts that account for long-term stability variations are rather scarcely represented in physically based slope stability models. In this regard, this thesis aims i) to overcome difficulties when compiling landslide inventories in forested areas and to increase the interpretation of landslide-land cover relationships and ii) to enhance the representation of land cover dynamics to increase the explanatory power of process-based slope stability models. Therefore, the following strategies are applied: Firstly, various data sets are considered for compiling a multi-temporal landslide inventory in the Dreiklang region in Vorarlberg, Austria. Secondly, statistical modelling is used to produce a better basis for the interpretation of landslide-land cover relationships. Thirdly, dynamic modules are developed that account for biomass development, as well as for spatial expansion, densification and growth of forest stands. Lastly, these modules are implemented into an established physically based model and tested under multiple land cover conditions. The results indicate that the consideration of multiple data sets are beneficial for the compilation of a multi-temporal landslide inventory and increase the number of identified landslides up to 19 %. The application of statistical modelling revealed that forests effectively provide higher stability to slopes. Moreover, an increase of land cover parameterisation and model complexity yielded better predictive performances and enhanced the explanatory power of the model. However, it has to be considered that better model results, due to land cover parameterisation, should outbalance the invested labour costs. Further studies are advised to focus on the parameterisation of highly resolved biomass data, which are expected to increase the explanatory power of slope stability models remarkably.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
Land cover parameterisation dynamic slope stability modelling
Schlagwörter
(Deutsch)
Landbedeckung Parametrisierung Dynamische Hangstabilitätsmodellierung
Autor*innen
Elmar Markus Schmaltz
Haupttitel (Englisch)
From land cover to parameterisation - implications for the enhancement of land cover representation in dynamic slope stability modelling
Paralleltitel (Deutsch)
Von Landbedeckung zur Parametrisierung : Implicationen zur Verbesserung der Parametrisierung von Landbedeckung in dynamischer Hangstabilitätsmodellierung
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
xiii, 95, 72 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Michel Jaboyedoff ,
Michael Krautblatter
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.09 Physische Geographie
AC Nummer
AC15102735
Utheses ID
45866
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 452 |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1