Kurzfassung
GNSS-Signale erfahren beim Durchlaufen der atmosphärischen Schichten abhängig vom variablen Refraktionsindex Verzögerungen bzw. Beschleunigungen im Vergleich zu einer Ausbreitung im Vakuum als auch eine veränderliche Krümmung des Strahlenweges. All diese Effekte werden üblicherweise unter dem Begriff atmosphärische Refraktion zusammengefasst. Die Vielzahl der heute verfügbaren GNSS-Satelliten und Satellitensignale erlaubt Optimierungen der Beobachtungsgeometrie und der verwendeten Signal-Linearkombination. GNSS-Signale stellen somit hervorragende Sensoren zur Beschreibung des Zustandes und der Variabilität der ionosphärischen und troposphärischen Schichten dar. Aus diesem Grund ist die Modellierung der troposphärischen und ionosphärischen Refraktion mit Hilfe von GNSS-Signalen seit fast 20 Jahren ein wesentlicher wissenschaftlicher Schwerpunkt am Forschungsbereich Höhere Geodäsie des Departments für Geodäsie und Geoinformation der TU-Wien. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über eine Auswahl dieser Forschungsarbeiten.

Abstract
GNSS signals experience delays as well as bending effects when passing the atmospheric layers. Both effects usually are summarized under the term atmospheric refraction. While the troposphere is a non-dispersive medium for microwaves the ionosphere is dispersive and therefore causes so-called code signal delays as well as phase advances. The multitude of nowadays available GNSS satellites and signals allows to choose among signal linear combinations preferable for atmosphere monitoring as well as an optimized observation geometry. GNSS signals are therefore excellent sensors to describe the state and variability of the ionospheric and tropospheric layers. Modelling the tropospheric and ionospheric refraction by means of GNSS signals constitutes an essential scientific core area at the research division Higher Geodesy of the Department of Geodesy and Geoinformation at TU-Vienna since 20 years. This article outlines some of the related research projects.

Kurzfassung
Die zentrale Rolle der Ozeanmodellierung für Problemstellungen der Erdrotation wird anhand von Gezeiteneffekten in der Nutation illustriert. Im Blickpunkt steht eine bis vor kurzem unerklärte Nutationsanomalie jährlicher Periodizität, deren vollständige Erschließung neben sorgfältig validierten atmosphärischen Anregungsgrößen einer globalen numerischen Modellierung sonnensynchroner Gezeitenströmungen und Meereshöhen bedarf. Geeignete Diskretisierung, der Ansatz korrekter Dissipationsmechanismen sowie die explizite Berücksichtigung von Auflast und Selbstanziehung bewegter Wassermassen tragen zur Genauigkeit der Gezeitenlösung bei. Die Methodik der Vorwärtsmodellierung wird in weiterer Folge dafür genutzt, einen Blick über geodätische Anwendungen hinaus zu wagen und Langzeitveränderungen der primären Gezeitenwelle M2 in Zusammenhang mit relativen Meeresspiegelschwankungen zu untersuchen. Vergleiche mit Wasserstandsreihen im Nordwestatlantik zeigen, dass Veränderungen der Ozeantiefe in Bezug zur Kruste typischerweise 20–40% beobachteter Säkularvariationen der M2-Amplitude erklären. Künftige Arbeiten auf dem Gebiet sind dementsprechend dazu angehalten, weitere Einflussfaktoren, wie die Erwärmung von Oberflächenwasser, in die Diskussion von Langzeitschwankungen der Gezeiten einzubinden.

Abstract
The importance of ocean modeling for Earth rotation studies is elucidated based on tidal effects in nutation. Emphasis is given to a prograde annual nutation anomaly related to Sun-synchronous atmospheric and oceanic mass redistributions in the terrestrial system. A full explanation of the anomaly critically relies on forward integration of the shallow water equations with appropriate adjustments for deep-ocean dissipation and the effects of self-attraction and loading. Simulations are subsequently refined to serve a wider range of applications and address long-term changes of the principal M2 ocean tide in response to relative sea level rise. Comparisons with tide gauge records in the Northwest Atlantic indicate that water column depth changes in an expanding ocean typically account for 20–40% of the observed M2 amplitude trends. Future studies of the subject area are encouraged to explore the role of stratification changes and warming surface waters in modulating ocean tides.

Kurzfassung
Die Deformationsanalyse ist eines der klassischen Aufgabenfelder der Ingenieurgeodäsie. Mit der Entwicklung des Laserscanners haben sich neben der Datenerfassung auch die entsprechenden Auswertestrategien verändert: Anstelle von punktbasierten Ansätzen rücken flächenhafte Methoden immer mehr in den Fokus. Das Ziel des in diesem Paper vorgestellten Projektes ist die Entwicklung einer raumzeitlichen Kollokation, deren deterministischer Trend mit Hilfe von B-Spline-Flächen modelliert wird. Die Schätzung solcher Freiformflächen erfordert eine Parametrisierung der Beobachtungen. Aus diesem Grund wird mit dem sogenten Coons Patch eine Basisfläche definiert, auf die die erfasste Punktwolke projiziert wird. Für Punktwolken mit unregelmäßigen Punktdichten wird das Ausgleichungsergebnis durch das Einführen von Randbedingungen stabilisiert.

Abstract
Deformation analysis is one of the classical tasks in engineering geodesy. The development of the laser scanner has changed the respective data acquisition as well as the data analysis: Instead of point based approaches, areal ones move into focus. In this paper a project is presented which aims to develop a spatiotemporal continuous collocation. In order to model the deterministic trend, B-spline surfaces are used. The parameterization required for the estimation of such freeform surfaces is realized by projecting the acquired point cloud onto a based surface called Coons patch. In order to handle irregular point densities, boundary constraints are introduced.

Kurzfassung
Freiformkurven können zur Approximation von Punktwolken von terrestrischen Laserscannern genutzt werden. Im Speziellen werden in dieser Untersuchung B-Spline Kurven eingesetzt, die je nach Parameterwahl lokale Gegebenheiten in einer globalen Approximation darstellen können. Typischerweise werden bei einer Approximation von B-Splines die Kontrollpunkte in einem linearen Modell geschätzt. Die Knoten sind ein weiterer Parametersatz mithilfe derer die Basisfunktionen erstellt werden. Die gemeinsame Schätzung der Knoten mit den Kontrollpunkten ergibt ein hochgradig nichtlineares Gleichungssystem. Die volle Flexibilität zur lokalen Anpassung wird erst durch die Schätzung beider Parametergruppen erreicht. Zur Stützung des nichtlinearen Gleichungssystems werden Bedingungsgleichungen und verbesserte Näherungswerte eingeführt. Diese Näherungswerte für die Knoten werden mit einer neuen Methode ermittelt. Diese basiert auf den Residuen der linearen Schätzung der Kontrollpunkte, die in Teilbereichen, sogenter Spans, analysiert werden. Begonnen wird die Approximation mit der Minimalkonfiguration, den Bézier-Kurven, innerhalb derer die Knoten festgelegt sind. Die im neuen Ansatz erzielte Verbesserung wird durch den Vergleich der Ergebnisse aus der Schätzung der Knoten und der Kontrollpunkte demonstriert.

Abstract
Freeform curves with their possibility to approximate shapes from terrestrial laser scanner point clouds are investigated in this study. We focus on B-spline curves which are able to capture the local behavior of the measured profile. Typically, the only parameter set, treated as unknowns are the control points of the B-Spline. Their location is determined by least squares adjustment. The second parameter set are the knots, usually placed at stable locations and they are part of the basis functions. The approach with fixed number of knots placed at stable locations leads to a linear system. However, it intuitively restricts the B-Spline curve in its flexibility. Hence the residuals of the approximation may still contain systematic effects. Estimating the control points and the locations of the knots at the same time succeeds in full flexibility of B-Splines and optimizes the approximation. The system of equations accrued in this second case is highly non-linear. Adequate initial values are necessary to solve this system. Furthermore, introducing constraints can enhance the convergent behavior. This paper introduces a new method that allows the estimation of the number of knots as well as their location. The method uses a bottom up approach starting with the minimum number of knots, denoted as Bézier curves, and adding one knot in each iteration step at a particular curve sections (span) until the convergent criterion is reached. The decision to insert a knot and at a specific location, is based on the analysis of the cumulated sums of squared residuals in each existing span. The location, where the additional knot was inserted, is optimized using a Gauß-Markov model with constraints. The improvements are shown by comparing the results obtained in the linear approach with fixed knots and the non-linear case where control points and the knots are treated as unknowns.

Kurzfassung
Mit der zunehmenden Automatisierung der Datenerfassung mittels Laserscanning und Photogrammetrie werden hochaufgelöste und hochqualitative Punktwolken zur Verfügung gestellt. Deren Interpretation wird im folgenden Beitrag diskutiert. Mittels Grundrissinformation können Gebäudewände extrudiert und passende Dachformen vollautomatisch eingepasst werden (LoD2). Die Interpretation von Punktwolken für Gebäudefassaden ist mittels formalen Grammatiken durchzuführen (LoD3). Punktwolken in Gebäudeinnenräumen sind mittels der Hypothese "Manhattan-Geometrie" ebenso vollautomatisch zu rekonstruieren (LoD4). Erweiterungen der Fassadengrammatik hinsichtlich der Besonderheiten von Innenräumen belegen ebenso das Potenzial für automatische Ansätze, die derzeit weiter erforscht werden.

Abstract
Laser scanning and photogrammetry are delivering high density and high quality point clouds, in more or less automated processing pipelines. Their interpretation is dealt with in the following. Using building footprints corresponding walls are extruded and tied together with best-fit roof landscapes estimated from a sparse set of points (LoD2). The interpretation of point clouds for building façades can can be utilized using formal grammars (LoD3). Indoor point clouds - fulfilling the Manhattan geometry hypothesis - are reconstructed fully automatically using sweep algorithms for the walls, floors and ceilings. Extensions of formal grammars, so far used for façade reconstructions, allow also for automated prediction of 3D indoors elements, but this will be explored in near future.

Kurzfassung
Im Vergleich zu klassischen multispektralen Datensätzen ermöglichen hyperspektrale Aufnahmen eine verbes­serte qualitative und quantitative Analyse von Vegetationsbeständen in Land- und Forstwirtschaft [1]. Trotz der verbesserten spektralen Au.ösung sind jedoch weiterhin Probleme bei der Ableitung der gewünschten Vegetati­onsgrößen zu beobachten. Die Probleme hängen hauptsächlich damit zusammen, dass die fernerkundlich erfasste Bestandssignatur durch eine große Anzahl an Parametern bestimmt wird [2] [3] [4]. Dies hat zur Folge, dass sich eine gemessene Bestandssignatur nicht immer eindeutig einem einzigen Parameterset zuordnen lässt [5]. Anders ausgedrückt: das Schätzproblem ist unterbestimmt, da verschiedene Parameterkombinationen zu einer ähnlichen Spektralsignatur führen [6]. Weitere (zumeist externe) Informationen sind daher notwendig, um in solchen Fällen eine eindeutige Auswertung vornehmen zu können [7] [8] [9]. Externe Informationen können beispielsweise ALS Daten sein oder Daten aus einem anderen Wellenlängenbereich beinhalten [10]. Mit dem vorliegenden Beitrag wird gezeigt, dass ein Teil der zur Problemeingrenzung notwendigen Information aus dem räumlich mittel bis hoch aufgelösten Bild (Pixel = 30 m) selbst gewonnen werden kann [11]. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass die Charakteristika nah beieider liegender Objekte ähnlicher sind als die weit(er) entfernt liegender Objekte [12] [13]. In landwirtschaftlich genutzten Flächen wird beispielsweise innerhalb einer Par­zelle lediglich eine einzige Kulturp.anze angebaut. Ohne die genaue Kulturp.anze zu kennen ist damit zumindest sichergestellt, dass alle Pixel innerhalb dieser Parzelle die gleiche Art erfassen. Damit ist beispielsweise die An­nahme gerechtfertigt, dass der Blatthaltungswinkel (ALA) für alle Pixel des gegebenen Feldes identisch sein muss, da der Blatthaltungswinkel eine artspezi.sche Konstante ist. Wie gezeigt werden wird, erleichtert diese Tatsache die .ächenhafte Kartierung des Blatt.ächenindex (LAI), da beide bio-physikalischen Größen einen vergleichbaren Effekt auf die Spektralsignatur ausüben. Aufbauend auf eigenen Vorarbeiten [11] [14] wird dieses Konzept in dieser Arbeit am Beispiel einer CHRIS/PRO­BA Aufnahme über landwirtschaftlichen Kulturp.anzenbeständen in Barrax, Südspanien vorgestellt. Zur Illustrati­on wird eine „objekt-basierte“ Inversion eines weit verbreiteten, physikalisch-basierten Strahlungstransfermodells herangezogen. Das innovative Verfahren berücksichtigt bei der Schätzung des Blatt.ächenindex (LAI) nicht nur die Spektralsignatur des beobachteten Pixels, sondern auch die Signaturen benachbarter Pixel, die dem gleichen Objekt angehören. Es wird gezeigt, dass durch die Kombination spektraler und räumlicher Informationen höhere Genauigkeit in der LAI Schätzung erzielt wird, als unter Verwendung des klassischen „pixel-basierten“ Verfahrens. So sinkt der RMSE des geschätzten LAI von 1.46 m2/m2 auf 0.54 m2/m2, wenn statt des traditionellen Inversions­verfahrens ein objekt-basierter Ansatz gewählt wird.

Abstract
: The recent availability of hyperspectral imagery allows improved qualitative and quantitative analyses of vegetati­on compared to classical multispectral data sets. Besides a wide range of application .elds, main bene.ciaries of this new data source will be the agricultural and forestry sectors. However, there are still problems regarding the deviation of vegetation biophysical variables from the remotely sensed data because the spectral signal combines the effects of many different structural and biochemical variables. Moreover, different combinations of the variab­les may produce almost identical spectra, resulting in signi.cant uncertainties in the estimation of the biophysical vegetation variables. Several solutions have been proposed to solve this problem, such as the use of external or a priori information. In this study we present an approach, which directly employs information from the same high to medium resoluti­on (< 30 m) imagery data. The approach uses the geostatistical fact that the biophysical characteristics of nearby pixels are generally more similar than those at a larger distance. In agricultural areas, for instance, the characteris­tics of certain variables, such as the average leaf angle (ALA), can be assumed equal within one crop .eld. Such knowledge alleviates the estimation of the leaf area index (LAI), which has a very similar effect to ALA on the spectral signal. C. Atzberger, K. Richter: Kombination spektraler und räumlicher Information ... Based on our own studies, we demonstrate this concept on a CHRIS/PROBA data set acquired in the agricultural area of Barrax, Spain. For illustration purposes, an object-based inversion approach of a widely used radiative transfer model is applied. Compared to a “pixel-based” approach the accuracy of LAI estimates could be improved from RMSE = 1.46m2/m2 to RMSE = 0.54m2/m2. Therefore, the combination of spectral and spatial information potentially yields higher accuracies of LAI retrievals compared to traditionally applied approaches.

Kurzfassung
Die ESA-Schwerefeldmission GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) vermisst seit Oktober 2009 das globale Schwerefeld der Erde. Die wissenschaftliche Datenauswertung und Schwerefeldmodellierung wird im Rahmen des ESA-Projektes „GOCE High-Level Processing Facility (HPF)“ durchgeführt. Die bislang veröffentlichten drei GOCE-Schwerefeldmodelle, die auf ca. 2/6/12 Monaten GOCE-Daten beruhen und unter Anwendung der „time-wise“-Methode berechnet wurden, zeigen kontinuierlich verbesserte Genauigkeiten. Die dritte Version erreicht globale Genauigkeiten von ca. 4.5 cm in Geoidhöhe und ca. 1.35 mGal hinsichtlich Schwereanomalien bei einer räumlichen Auflösung von 100 km räumlicher Wellenlänge. Eine weitere Verbesserung ist durch einen gesicherten Missionsbetrieb bis Dezember 2012 gewährleistet. Neben diesen ausschließlich auf GOCE-Daten basierenden Modellen führt eine im Rahmen der GOCO-Initiative durchgeführte konsistente Kombination mit komplementärer Schwerefeldinformation zu weiteren Verbesserungen sowohl im langwelligen Bereich (durch GRACE und SLR) als auch in hohen Frequenzen durch terrestrische Schwerefeldinformation und Daten der Satellitenaltimetrie über den Ozeanen. Viele Anwendungen im Bereich der Geodäsie, Ozeanographie und Geophysik profitieren schon jetzt von dem sich durch die neuen GOCE-Modelle ergebenden Erkenntnisgewinn. Am Beispiel der Ableitung globaler Transportprozesse in den Ozeanen durch Kombination von Satellitenaltimetrie und Schwerefeld kann demonstriert werden, dass GOCE signifikant zu einem besseren Verständnis von Prozessen im System Erde beitragen kann.

Abstract
Since October 2009 ESA’s dedicated satellite gravity mission GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) observes the global gravity field of the Earth. The scientific data processing and gravity field modelling is performed in the frame of the ESA project „GOCE High-Level Processing Facility (HPF)“. Up to now, three releases of GOCE gravity field models, which are based on approximately 2/6/12 months of GOCE data, have been processed applying the time-wise method. The third release achieves global geoid height accuracies of 4.5 cm and gravity anomaly accuracies of 1.35 mGal at a spatial wavelength of 100 km. Further improvement is expected, because the operation of the GOCE mission has been extended to at least December 2012. In addition to these pure GOCE-only models, in the frame of the GOCO initiative consistent combined gravity field models are processed by including GRACE and SLR data (improving the long wavelengths), as well as terrestrial gravity information and satellite altimetry (improving the high-frequency component). Numerous fields of applications in geodesy, oceanography and geophysics can benefit already now from the new GOCE models. As an example, the derivation of global ocean transport processes from a combination of satellite altimetry and global gravity information demonstrates that GOCE can contribute significantly to an improved understanding of processes in system Earth.

Kurzfassung
Um die Auswirkungen von Eismassenvariationen auf das lokale Schwerefeld zu untersuchen, wird ein numerischer Ansatz zur Schwere-Vorwärtsmodellierung entwickelt und vorgestellt. Diese Untersuchungen bauen auf einem synthetisch generierten Gletschermodell für die Nordinsel der Novaya Zemlya Inselgruppe auf, das sowohl die geometrische Struktur als auch die 3D-Dichteverteilung beinhaltet. Durch Modifikationen der Modellparameter wie Eisdicke und Dichteverteilung im Eiskörper werden die zu erwartenden Veränderungen im Schweresignal untersucht. Die modellierte Topographie des Felsuntergrundes kann ebenfalls hinsichtlich unterschiedlicher Annahmen auf Differenzen im resultierenden Schweresignal betrachtet werden. Die Simulationen mit realistisch angenommenen Modellparametern ergeben Gravitationsunterschiede von wenigen mGal. Weiters wird mit Hilfe des Vorwärtsmodellierungsansatzes die Auswirkung der Eismassenveränderungen der letzten 60 Jahre untersucht, die in Form von zwei digitalen Geländemodellen gegeben sind. Der abgeschätzte Effekt auf das Schwerefeld erreicht eine maximale Amplitude von 6 mGal über den gesamten Zeitraum, bzw. eine durchschnittliche Veränderung von ca. 1 mGal pro Jahrzehnt. In weiterer Folge wird in diesem Beitrag ein Konzept vorgestellt, wie Gradientenbeobachtungen der ESA Satellitenmission GOCE für eine regionale Schwerefeldlösung verwendet werden können. Im Gegensatz zur offiziellen Zielsetzung, der Bestimmung eines globalen statischen Schwerefelds basierend auf der Gesamtheit aller Beobachtungen, werden hier die Messungen als Direktbeobachtungen über einem räumlich begrenzten Gebiet eingeführt und die Schwerefeldlösung über die Methode der Kollokation nach kleinsten Quadraten errechnet. Dazu werden die rauschbehafteten Gradientendaten nach dem Wiener-Ansatz gefiltert und die für die Kollokation notwendigen Kovarianzfunktionen abgeleitet.Weiters wird die Problematik des Koordinatenrahmens diskutiert und ein möglicher Lösungsansatz vorgestellt. Mit einem realen GOCE Gradienten Datensatz für November 2009 wird eine Schwerefeldlösung in Form von Schwereanomalien für das oben gente Untersuchungsgebiet berechnet. Mit der verwendeten Meth_x000C_F. Heuberger and D. Rieser: Impact of glacier changes on the local gravity field ... ode und Datenkonfiguration kann das Schwerefeld mit einer geschätzten Genauigkeit von 4 mGal bestimmt werden. Die schwierige Gegenüberstellung der beiden Ansätze (Gravitation aus Vorwärtsmodellierung und Schwereanomalien aus Satellitengradiometrie) wird diskutiert.

Abstract
A numerical approach to gravity forward modelling is developed and introduced in order to investigate the effects of ice mass changes on the local gravity field. These studies are based on a synthetic glacier model of the northern island of Novaya Zemlya, which incorporates geometrical as well as 3D-density information. By modifying the model parameters like ice thickness and the density distribution in the interior of the ice body, the changes that can be expected in the gravity signal are estimated. Furthermore, different assumptions on the underlying bedrock topography can also be evaluated with respect to the resulting gravity signal. Simulations with realistic model parameters yield to gravity attraction differences in the order of a few mGal. Based on given digital elevation models featuring ice mass changes within the last 60 years, the forward modelling approach allows the investigation of the impact of ice change on the gravity field. The estimated effect on the gravity field reaches a maximum amplitude of 6 mGal over the whole period, implying an average change of 1 mGal per decade. In addition, a concept for using gradient observations of ESAs satellite mission GOCE for regional gravity field determination is introduced in this paper. In contrast to the official objectives, i.e. the generation of a global static gravity field based on the entirety of observations, here the measurements are introduced as in situ observations over a spatially restricted area and the gravity field is determined by means of Least Squares Collocation. For this purpose the noisy gradient data are filtered using the Wiener approach and the covariance functions required for collocation are derived. Furthermore, the problematic issue of the coordinate frame is discussed and a possible solution is presented. Finally, a gravity field solution based on real GOCE gradient data for November 2009 is generated for the above mentioned study area in terms of gravity anomalies. With this method and the chosen data configuration it is possible to determine the gravity field with an estimated accuracy of 4 mGal. The difficult comparison of gravity attractions from numerical forward modelling and gravity anomalies from the space-borne gradiometry is discussed.

Kurzfassung
Massenbewegungen treten insbesondere in gebirgigen Regionen verstärkt auf und stellen häufig eine Gefahr für Mensch und Infrastruktur dar. Für die Untersuchung solcher geodynamischen Prozesse werden heute oftmals numerische Modelle verwendet, die das Verhalten des Untergrundes simulieren. Die Anpassung solcher Modelle an in situ-Messdaten geschieht jedoch häufig durch unsicheres "trial and error". Einen Genauigkeitsgewinn und die statistische Beurteilung der Modellanpassung verspricht hier die adaptive Kalman-Filtertechnik. Diese erlaubt die optimale Schätzung des Zustands des Systems "Rutschhang" und kann auch zur Prädiktion des künftigen Hangverhaltens eingesetzt werden. Nachfolgend soll die Entwicklung eines adaptiven Kalman-Filters anhand einer noch simulierten Testböschung erläutert werden. Die Methode der Modellkalibrierung soll später auf das Modell eines realen Untersuchungsobjekts angewendet werden, und zusammen mit den erfassten Monitoringdaten die Grundlage für ein wissensbasiertes Alarmsystem für Massenbewegungen schaffen.

Abstract
Mass movements especially appear in mountainous regions and often cause dangerous situations for men and infrastructure. Today, the analysis of such geodynamic processes is commonly done by numerical modelling to simulate the behaviour of bedrock. The adjustment of such models with measured data is usually done by statistically non assured "trial and error" methods. Adaptive Kalman-filtering can be used to increase accuracy and enable the statistical evaluation of the adaptation results. The optimal estimation of relevant system quantities and the prediction of the future slope behaviour are possible. The application of an adaptive Kalman filter to a still simulated test slope is described below. The calibration method will be applied to a model of a real slope being the basis for a knowledge-based alarm system for mass movements.

Kurzfassung
Durch die Analyse von historischen Bild- und Fotoquellen lässt sich feststellen, dass alpine Kulturlandschaften einem stetigen Wandel unterliegen. Diese Kulturlandschaftsdynamik lässt sich so aber nur qualitativ beschreiben, um quantitative Aussagen über Veränderungen treffen zu können kann man auf Methoden der Fernerkundung und Geoinformatik zurückgreifen. Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit wurde auf Basis von Luftaufnahmen beginnend mit dem Jahr 1954 in 11 alpinen Untersuchungsgebieten mit einer Größe von 1x1 km2 bzw. 2x2 km2 eine Zeitreihealyse der Landbedeckung durchgeführt. Es wurden dabei je nach Verfügbarkeit der Luftaufnahmen für jedes Testgebiet manuell aus den Referenzjahren 1954, 1962-67, 1975-78, 1983, 1992-97, 2002 und 2006 Kartierungen durchgeführt, bei denen die Landbedeckungsklassen Wald, Freifläche, Siedlung, Gewässer und Ödland berücksichtigt wurden. Die Ergebnisse wurden auf mehreren Ebenen mit Hilfe von GIS-basierten Methoden analysiert, um dadurch Rückschlüsse auf die Triebkräfte, die für diese Entwicklungen verantwortlich sind zu finden. Als Ergebnis liegt ein Modell vor, das die Entwicklung alpiner Kulturlandschaften beschreibt. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse sollen mögliche Zukunftsszenarien der Struktur alpiner Kulturlandschaften entworfen werden.

Abstract
Historical pictures and photos describe the consistent change of alpine cultural landscapes. With these data sources only a qualitative change can be described, for quantitative predications remote sensing methods in combination with GIS analysis can be applied. Within this research a time series of land cover maps based on aerial images starting from the year 1954 have been implemented in eleven test sites with an area of 1x1 km2 resp. 2x2 km2. Depending on the availability of aerial images, land cover maps for the reference years 1954, 1962-67, 1975-78, 1983, 1992-97, 2002 and 2006 with five land cover classes forest, open land (meadow and pasture), settlement, water and wasteland were processed. The mapping results where analyzed by GIS techniques to get an idea of the driving forces behind the dynamics and to create a model of alpine cultural landscapes. Based on the outcome of this research, possible future scenarios for the development of alpine landscapes will be created.

Kurzfassung
Seit 2007 untersucht der FWF-Spezialforschungsbereich HiMAT – History of Mining Activities in Tyrol – der Universität Innsbruck den Einfluss des Bergbaues im alpinen Raum und die dadurch entstehenden substantiellen Veränderungen für Kultur und Umwelt. An der Erforschung der Bergbaugeschichte sind zwölf Universitätsinstitute aus verschiedenen Fachbereichen der Geistes-, Natur- und Ingenieurswissenschaften, sowie internationale Experten der Universitäten Basel, Frankfurt, Tübingen und dem Deutschen Bergbau-Museum Bochum beteiligt. Das Großprojekt ist auf zehn Jahre konzipiert und wird u.a. vom österreichischen Fonds zur Förderung wissenschaftlicher Forschung (FWF) sowie den Bundesländern Tirol, Salzburg und Vorarlberg sowie der Autonomen Provinz Bozen-Südtirol gefördert [1]. Die Vermessung ist ein unerlässlicher Begleiter jeder archäologischen Grabung. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Archäologen und Vermessungsingenieure des SFB HiMAT versucht bewährte Methoden mit neuen Techniken der Dokumentation zu ergänzen und somit den Arbeitsablauf effizienter zu gestalten. Die berührungslose und zerstörungsfreie Datenerfassung sensibler und komplizierter Objekte ist nicht der einzige Vorteil einer dreidimensionalen und flächendeckenden Aufnahme mittels eines Laserscanners. Durch die hohe Auflösung und schnelle Datenverarbeitung moderner Geräte ist eine exakte 3D-Dokumentation mit einer hochauflösenden Texturierung realisierbar. Die Anzahl an exakt vermessenen Details erhöht sich im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren beträchtlich. Das Einsatzgebiet derartige Vermessungsgeräte ist z.B. in der Staudammüberwachung oder der Qualitätssicherung im Flugzeug- und Maschinenbau. Weitere Anwendungen mit hohem Potential finden sich aber zunehmend auch in der Archäologie und im Denkmalschutz.

Abstract
In early 2007 the special research program HiMAT – History of Mining Activities in Tyrol – was established at the University of Innsbruck. The aim of this international research is the analysis of the impact of mining activities on the environment and human society. Under the broad auspices of the research program, 12 university institutes and international experts from the Universities of Basel, Frankfurt, Tübingen and as well as the Deutschen Bergbau- Museum in Bochum, participate in a total of 14 subprojects. The project with a duration of then years is generously supported by the Austrian Science Fund as well as by the province governments of Tyrol, South Tyrol, Vorarlberg, Salzburg and the Autonomous Province of Bolzano-South Tyrol, Italy. [1]. Surveying is an important partner for every archaeological excavation.The advantage of a laser scanner is the three dimensional and comprehensive recording and the non destructive way of acquiring geometric data of sensitive and complex objects. The high resolution of modern equipment allows an accurate spatial documentation with a corresponding texturing. In comparison to conventional methods, the quantity of exact surveyed details could be increased at the same time. The typical use for these measurement systems is e.g. monitoring of dams or quality control of aircrafts and engine construction. But increasingly it is also used for archaeology and cultural heritage various applications.

Kurzfassung
GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) ist eine Satellitenmission des erdwissenschaftlichen "Living Planet"-Programms der europäischen Weltraumagentur ESA. Ziel dieser Mission ist die Bestimmung eines hochauflösenden Modells des Schwerefeldes der Erde mit bisher unerreichter Genauigkeit. Der Satellit wurde am 17. März 2009 erfolgreich in seine Umlaufbahn gebracht. Informationen über das Erdschwerefeld bilden die Basis für Anwendungen in den Bereichen Geophysik, Ozeanografie, Geodäsie, Eismassen- und Klimaforschung, uvm. Die wissenschaftliche Datenauswertung und Schwerefeldmodellierung wird im Auftrag der ESA von einem Konsortium aus 10 europäischen Universitäten und Forschungseinrichtungen im Rahmen des Projektes "GOCE High-Level Processing Facility (HPF)" durchgeführt. Die TU Graz ist im Rahmen dieses Projekts für die Berechnung von globalen Schwerefeldmodellen aus GOCE-Orbit- und Gradiometriedaten hauptverantwortlich. In dieser Arbeit wird das an der TU Graz installierte Software-System vorgestellt und dessen Aufgaben anhand einer numerischen Fallstudie demonstriert. Weiters wird über den aktuellen Status der GOCE-Mission berichtet.

Abstract
The dedicated satellite gravity mission GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) is the first Earth Explorer Core Mission in the context of ESA’s Living Planet programme. It strives for a high-resolution global model of the Earths static gravity field with unprecedented accuracy. The satellite was successfully launched on March 17, 2009. Gravity field information is applied in many geoscientific disciplines, such as geophysics, oceanography, geodesy, cryospheric and climate research, etc. The scientific data processing and gravity field modelling is performed by a consortium of 10 European universities and research institutes in the frame of the ESA project "GOCE High-Level Processing Facility (HPF)". In this context, Graz University of Technology is responsible for the computation of global gravity field models from GOCE orbit and gradiometry data. In this paper the software system, which has been installed at TU Graz during the development phase of HPF, is presented, and its main tasks are demonstrated on the basis of a numerical case study. Additionally, a brief report on the current status of the GOCE mission is given.

Kurzfassung
In diesem Beitrag wird ein neues Verfahren zur Modellierung und Klassifizierung von Talquerprofilen mit Hilfe orthonormaler Funktionen vorgestellt. Dies erlaubt die Betrachtung sämtlicher Talquerprofile in einem einheitlichen Raum von Basisfunktionen. Ein Vorteilunseres Verfahrens ist, dass die abgeleiteten Formkoeffizienten für alle Profile vergleichbar sind und zur späteren Klassifizierung der Profile in U-bzw. V-Formen verwendet werden können. Ein weiterer Vorteil unseres Modells besteht in der automatischen Identifizierung der so genten "degenerierten" Profile, die meistens Einmündungen von Seitentälern entsprechen. Die Anwendung dieses Verfahrens wird anhand eines realen Datensatzes präsentiert.

Abstract
In this paper we propose a new approach for modelling and classifying of valley cross profiles based on orthonormal functions. With its help, different valley cross profiles can be analysed in the same space of functions. The obtained form coefficients can be compared for different valley cross profiles as well as they can be used for further classification of these profiles to be U-or V-shaped. This fact belongs to the advantages of our method. A further advantage of our model is the automatic recognition of so called "degenerated" profiles. Mostly, such profiles correspond to side-valleys. An application of this approach for a real data set is presented.

Kurzfassung
Das Thema Gefahrenzonenplanung ist durch die Hochwasserereignisse der jüngsten Zeit in den Blickpunkt des öffentlichen und medialen Interesses gerückt. Die Festlegung gesetzlicher überschwemmungsgrenzen erfolgt dabei auf Basis von numerischen Modellen aus dem Bereich der Hydraulik. Neben den Fließwiderständen ist die Topographie in Form eines digitalen Geländemodells des Wasserlaufs (DGM-W) eine wesentliche Eingangsgröße für diese Modelle. Der Einsatz moderner Datenerfassungstechniken wie Airborne Laserscanning (ALS) ermöglicht eine immer detailreichere Beschreibung der Erdoberfläche. Aufgrund der großen Datenmengen ist eine Abstraktion der Geometrie für die Anwendungen im Bereich der Strömungsmodellierung erforderlich. Dafür werden oftmals simple Techniken angewendet, bei denen der in den Vermessungsdaten enthaltene Detailreichtum verloren geht, was im Endeffekt zu Unsicherheiten bei der Prognose von überschwemmungsgrenzen führt. In diesem Artikel wird daher auf die Ableitung eines zunächst möglichst präzisen DGM-W unter Nutzung aller zur Verfügung stehenden Messdaten eingegangen. Im Anschluss wird eine Methode zur Reduktion von DGM-Daten vorgestellt, bei welcher die wesentlichen geometrischen Details durch adaptive Verfeinerung eines Dreiecksnetzes erhalten bleiben.Umein hochwertiges Berechnungsnetz für die anschließende hydraulische Modellierung zu erhalten, müssen neben geometrischen Aspekten auch hydraulische Parameter berücksichtigt werden. Dazu zählen etwa die Ausrichtung der Netzelemente entlang der Fließrichtung des Wassers sowie die Einhaltung gewisser maximaler Seiten- und Flächenverhältnisse. Abschließend wird anhand konkreter Beispiele gezeigt, dass eine detaillierte Berücksichtigung der Topographie für Hochwassersimulationen möglich ist und daher in einem interdisziplinären Dialog zwischen Geodäten, Hydrologen und Hydraulikern verbesserte Prognosen erzielt werden können.

Abstract
Due to recent flood events, risk assessment has become a topic of highest public interest. The definition of endangered or vulnerable areas is based on numerical models of the water flow. Besides flow resistances the topography provided as a Digital Terrain Model of the Watercourse (DTM-W) is an influential input for such models. Modern data acquisition methods like Airborne Laserscanning (ALS) enable an ever more precise and more detailed description of the earths surface. Thus, a direct use of the DTM-W as the geometric basis for numerical flow models is impossible. To deal with the high amount of data often very simple methods of data reduction are applied, resulting in a poor geometric quality. In this article first the generation of a precise DTM-Wexploiting all available surveying data is focused on. Subsequently, a surface simplification approach based on adaptive TIN-refinement is presented, which reduces the amount of data significantly but preserves topographic details. To obtain a high quality computation grid for hydraulic modelling further physical parameters have to be considered. Among these are the alignment of the cells with respect to the flow direction within the river bed and the adherence of maximum aspect or expansion ratios. Finally, some practical results are presented demonstrating that a detailed description of the topography can indeed be established in hydraulic models. Thus, more reliable risk assessments can be achieved by the cooperation of geodesists and hydrologists.