Abschlussarbeiten 2017

Kurzfassung/Abstract
The Earth's body is enveloped with fluids represented mostly by the atmosphere and oceans, which force the Earth's rotation vector to alter. On daily and sub-daily time scales, differential gravitational forces of the Moon and Sun govern the regular Earth rotation variations by raising ocean tides. A distinct addition and modulation of these ocean tide effects is provided by atmospheric tides, which result from cyclic absorption of insolation at upper air and boundary layer heating at the Earth's surface. Short period tidal mass variations that are of particular relevance to Earth rotation are those with Sun-locked diurnal S1 (24 hour) and semidiurnal S2 (12 hour) periodicities. Atmospheric tides were discovered first in the variations of the surface pressure field, whose measurements are ingested into weather models along with a presentation of the S1 and S2 cycles from remote sensing. The impact of these variations on Earth rotation can be determined from a geophysical modeling perspective by means of an angular momentum approach. In this thesis, the Earth's rotation effects related to atmospheric tides are evaluated in a separate approach based on the VLBI observations. Elucidating the potential reasons for the well-known discrepancies in Earth rotation between these two approaches formulates the core argumentation in this thesis. Overall, atmospheric tide effects in Earth rotation are detected on the expected level in the analysis of the VLBI observations. The reliability of these signals is confirmed directly through a comparison with geophysical estimates and indirectly validating the obtained high-frequency ocean tide terms against the range of reference solutions. For polar motion, previous studies have documented a significant discrepancy between the geodetic and geophysically derived S1 terms at the order of 10 µas or large. This difference is mitigated to 5 µas in the present study, yet this value is above the best threefold formal error level in polar motion (2.5 µas) provided by the undertaken VLBI analysis. In a supplementary study Earth rotation tide models were considered in dependence on the applied corrections to the station VLBI positions due to the loading effects of the fluids as provided by different geophysical models and vice versa. However, in both approaches, the parameter estimates based on different geophysical models demonstrate statistically insignificant variations under threefold formal error level.

Kurzfassung/Abstract
In recent years an increased tendency for using real-time observation data for a precise point positioning by means of global navigation satellite systems has emerged in the field of position and navigation. Especially the principle of Precise Point Positioning (PPP) has become a well established technique for the determination of the position in real-time. By using undifferenced code and phase observations in combination with precise satellite orbits and clock corrections, positions in the range of a couple of centimeters can be obtained. Additional effects which must be considered are the influence of the ionosphere and troposphere, relativistic effects as well as a number of additional effects of small scale. However, despite of these models and corrections, it is still not possible to fix the ambiguities in PPP. This is why the ambiguities are estimated as float values in the conventional approach, which implicates an increased convergence time as well as a decreased position accuracy. Within the scope of this thesis the conventional PPP error model will be extended by additional fault effects. Fault effects, which have been not taken into account so far, are the so-called UPDs (uncalibrated phase delays), which are the missing link for fixing the ambiguities. In the past years different approaches for the calculation of these UPDs have been developed. In the course of this thesis a software for the calculation of the UPDS from network data was constructed. A primary feature of this software is the possibility to estimate the UPDs in a real-time simulation mode. This mode allows for investigations on the influence of different errors by means of a real-time conformal estimation of the UPDs, which are a main issue of this thesis. It can be proofed that these parameters have significant influence on the estimation of the UPDs but on the other hand in real-time they are only available with limited accuracy.

Kurzfassung/Abstract
Diese Arbeit zeigt eine Methode der automatisierten Markt- und Preisbeobachtung zur Ableitung von werterklärenden Parametern für Wohnimmobilien. Liegen diese Parameter zeitnah vor, so können sie sowohl als Entscheidungsgrundlage im Einzelfall dienen, als auch Marktrisiken offenbaren und werden in den Entscheidungsprozessen der verschiedenen Akteursgruppen unterschiedlich gewichtet. Aktuelle und objektive Informationen über werterklärende Immobilienmarktparameter sind für Staat, Wirtschaft und Bürger entscheidungsrelevant. Die bisherigen Wege der Datenbeschaffung in Österreich umfassen (vgl. BRUNAUER et al. 2012:92): • Angebotspreise über Vermiet- und Verkaufsangebote sind auf verschiedenen Makler-plattformen einzeln abrufbar • Hypothekarkreditdaten sind meist nur geschlossenen Benutzergruppen zugänglich. • Registerdaten bilden Marktaktivitäten ab - sie stehen aber nur eingeschränkt bzw. zeit-versetzt zur Verfügung und stellen nur einen Teil des Datenbedarfs dar. BRUNAUER et al. (2013) haben Vernüpfungsmöglichkeiten aufgezeigt • Immobilienindices zeigen oft nur räumliche und typologische Aggregationen von Durchschnittswerten der Veränderungen auf nationaler Ebene auf. Erst statistische Analysen von zeitlich-räumlich-typologischen Veränderungen auf regionaler und lokaler Ebene ermöglichen den direkten Bezug zu den Immobilienmärkten. Hypothese: Durch Web-mining lassen sich werterklärende Parameter zu Wohnimmobilien zeitnah aus Angebotsdaten ableiten, wie etwa die räumliche und typologische Verteilung von Marktaktivitäten einschließlich des Mietpreis/Kaufpreis-Verhältnisses. Diese kosteneffiziente Akquisitionsmethode stellt einen Beitrag für eine Dateninfrastruktur von Liegenschaftswerteparametern dar. In einer Fallstudie wird die Ableitung von werterklärenden Parametern am Beispiel des Mietpreis/Kaufpreis-Verhältnisses von Wohnimmobilen in Wien und Niederösterreich gezeigt. Dabei werden räumliche Abhängigkeiten, die funktionale Form der Zusammenhänge, unbeobachtete Heterogenität, und unvollständige Beobachtungen behandelt. Die Qualität und Grenzen der Aussagekraft ergeben sich u.a. aus der Granularität der Beobachtungen, der örtlichen, zeitlichen und typologischen Besonderheiten von Teilmärkten und der Verteilung der Stichproben (Marktbeobachtung) im Vergleich zum Gesamtmarkt der Wohnimmobilien. Die Marktbeobachtung mittels Web-Content-Mining ermöglicht detaillierte Markt- und Objektdaten in großen Mengen zu sammeln und daraus werterklärende Parameter abzuleiten. Diese Marktbeobachtungen lassen sich aber erst bei adressgenauer Geocodierung mit Registerdaten wie Kataster, Grundbuch, Flächenwidmung und Gebäude- und Wohnungsregister verknüpfen. Im optimalen Fall werden Werteparameter über den Immobilienmarkt durch Kooperationen der Marktteilnehmer auf Prozessebene gesammelt und in Form einer Dateninfrastruktur bereitgestellt, wie sie in anderen Ländern erfolgreich eingeführt wurde. Diese Dateninfrastruktur könnte Subjekt-, Rechte- und Objektregister ergänzen und damit ein Beitrag für transparente und informationssymmetrische Verfügbarkeit von adressgenauen Liegenschaftsmarktdaten sein.

Kurzfassung/Abstract
Die vorliegende Arbeit hat das Bestreben, ausgehend von der Tatsache, dass in den zurückliegenden Jahrzehnten territorialhistorische Fragestellungen wie der wechselvollen Entwicklung des Territoriums des österreichischen Staates kein besonderes Augenmerk gewidmet worden ist, den Versuch zu unternehmen, beginnend mit den Bestimmungen der Schlussakte des Wiener Kongresses, den gebietlichen Wandel der vergangenen 200 Jahre einer ausführlichen Analyse zu unterziehen und zu diesem Zweck auf die vorhandenen Staatsurkunden, die die außenpolitischen Verhandlungsergebnisse zwischen Österreich und seinen jeweiligen Vertragsgegnern widerspiegeln, zurückzugreifen. Nach der einleitenden Vorstellung der benutzten in- und ausländischen Archivbestände sowie des gedruckten Quellenmaterials wird in einem ersten Abschnitt eine Definition von Territorialverträgen vorgenommen und die verschiedenen Formen dieser völkerrechtlichen Vertragskategorie aufgezeigt, die von der österreichischen Diplomatie im Untersuchungszeitraum zur Anwendung gebracht worden sind. Darauf folgt ein Kapitel über die Struktur der Territorialvertragsurkunde und ihre Besonderheiten sowie Erläuterungen zu den mit ihr in unmittelbarem Zusammenhang stehenden Dokumenten, die für die Anbahnung, den Abschluss und die Durchführung internationaler Gebietsveränderungen von herausragender Bedeutung sind. Der Hauptteil beinhaltet die Vorstellung einer Fülle von Vereinbarungen, die in chronologischer Abfolge die makro- und mikrostrukturellen Veränderungen des österreichischen Staatsgebietes dokumentieren. Den Schwerpunkt der Darstellung bilden neben der Wiener Kongressakte, ihren begleitenden Verträgen und den weiteren Rechtsakten der Friedensvertrag von St. Germain und seine Auswirkungen. Zusätzlich werden aber auch das Zustandekommen und der Inhalt von Verträgen, die sich auf kleinere territoriale Verhältnisse mit verschiedenen Nachbarstaaten innerhalb des Deutschen Bundes beziehen, beleuchtet, die bislang von Forschung und Lehre völlig unberücksichtigt geblieben sind, weshalb gerade ihnen besondere Aufmerksamkeit gewidmet wird. Im Untersuchungszeitraum nach dem Zweiten Weltkrieg stehen insbesondere die Grenzfragen gegenüber der Bundesrepublik Deutschland und der Tschechoslowakei im Mittelpunkt der Erörterungen. Ebenso wird den Auswirkungen des jeweiligen Abkommens für den innenpolitischen Bereich sowohl Österreichs als auch der Gegenseite soweit wie irgend möglich der gebührende Raum gegeben. Abgerundet wird die Darstellung durch ein Kapitel über die noch immer ungeklärte Frage der Staatshoheit im Bereich des Bodensees, die weiterhin einer außenpolitischen Bereinigung harrt, wobei die bis heute vertretene österreichische Rechtsposition näher erläutert wird und mögliche Lösungsansätze für künftige Verhandlungen dargelegt werden. Zuletzt wird ein Blick in die nähere territorialpolitische Zukunft Österreichs geworfen und auf bereits in fortgeschrittenem Stadium befindliche Entwürfe von Staatsverträgen mit einigen Nachbarländern hingewiesen. Als Fazit bleibt die Würdigung der erfolgreichen Bemühungen österreichischer Amtsträger und Institutionen um Vertragsabschlüsse, die zum sehr überwiegenden Teil ohne vorherigen militärischen Konflikt im beiderseitigen Einvernehmen erreicht worden sind. Eine Auswahl verschiedener Dokumente, die sämtlich bislang unveröffentlicht geblieben sind und die die Bandbreite der österreichischen Territorialpolitik der beiden zurückliegenden Jahrhunderte in exemplarischer Weise veranschaulichen, ergänzt die Ausführungen.

Kurzfassung/Abstract
Microwave observations of the Earth’s surface are sensitive to various environmental variables, including the water content in the soil and vegetation. Since vegetation and soil moisture influence the global carbon-, energy-, and hydrological cycle, their monitoring and mapping is pivotal to provide accurate input in global circulation and climate models. The advantage of microwave remote sensing, compared to well known visible near-infrared (VNIR) remote sensing, is that it is not impeded by cloud cover or dependent on solar illumination. For monitoring vegetation, optical depth (t) is often used, which is an attenuation parameter in the microwave domain and is related to the water content of the vegetation. So far t has mainly been retrieved from passive microwave observations using radiative transfer models. However, long-term active microwave observations are available from a series of scatterometers, which were originally developed for monitoring ocean winds, making them valuable instruments for monitoring land surface parameters. Although active microwave observations are more sensitive to surface roughness and vegetation geometry, their advantage over passive microwave observations is their better spatial resolution, radiometric accuracy and independence of surface temperature. Consequently, the aim of this thesis is to retrieve t from backscatter observations in order to improve our understanding of vegetation dynamics. Chapter I starts with the motivation for this research. This is followed by a paragraph describing the research questions and objectives and the thesis outline. In Chapter II an introduction to microwave theory is presented. This chapter first deals with the radar equation and scattering properties of natural media. After that follows a literature review focused on previous studies which have assessed the sensitivity of backscatter observations to vegetation dynamics and other land surface parameters. Chapter III presents the retrieval of vegetation optical depth from Metop Advanced Scatterometer (ASCAT) backscatter observations using model parameters of the vegetation correction term within the TU Wien soil moisture retrieval algorithm. A first comparison between vegetation optical depth derived from passive microwave observations (tp) and vegetation optical depth from ASCAT (ta) is performed. Global spatial patterns of ta and tp are qualitatively compared to each other. A temporal comparison is performed by calculating the Spearman Rank Coefficient between climatologies of ta and tp. The strong spatial and temporal correspondence between ta and tp suggest that ta is sensitive to vegetation dynamics in most regions. However, in boreal forests low mean values for ta are found compared to tp. A low temporal correlation is found in deserts and tropical forests, which is attributed to the low natural variability of vegetation in these regions. Furthermore, the retrieval of ta enables the investigation of the effect of the vegetation parameterization in the TU Wien soil moisture retrieval algorithm. Overall, the vegetation parameterization as implemented in the TU Wien algorithm improves the soil moisture retrievals. However, in regions with high inter-annual variability in vegetation dynamics the soil moisture retrieval is degraded, most likely due to the fixed climatology of the correction term. A comprehensive inter-comparison of vegetation products is performed and described in Chapter IV. The inter-comparison is done between ta from Metop ASCAT observations, a cross-ratio (CR) from VH and VV observations from SAC-D Aquarius, tp from AMSR2 observations and Leaf Area Index (LAI) from SPOT VEGETATION. Spatial patterns of the different products are compared and all products follow the expected patterns according to land cover and climate class. Low values for ta are found in high latitude boreal forests and these are attributed to low backscatter values during frozen conditions. It is suggested that these low values in ta are likely to cause a bias in the TU Wien soil moisture product. A temporal comparison between the products shows that the seasonal trajectories of ta are able to follow vegetation dynamics as found in LAI and tp. In deciduous broadleaf forests a disparity is found between the products derived from scatterometers and the other products. This brings to light a different response of scatterometers compared to radiometers, which is possibly caused by leaf fall and the resulting double-bounce scattering. Lastly, phenological parameters, i.e. start of season (SOS) and peak of season (POS), are calculated for all products and compared with the aim to identify differences in timing. Spatial patterns of SOS and POS are tightly coupled between all products, but lags are found between the microwave and VNIR products which vary with land cover and climate. The study confirms the potential of ta to monitor vegetation and phenological parameters. More importantly, it presents a first global comparison between ta and cross-polarized data. The strong coupling between ta and CR suggests that CR may be used in soil moisture retrieval algorithms to improve vegetation parameterization. One of the disadvantages of the ta retrieval was that it is only available as a seasonal product, i.e. 366 values. However, the estimation of the model parameters within the TU Wien soil moisture retrieval algorithm has been improved in a way that ta can now be calculated for every day. Chapter V investigates if the time series of ta, and subsequently the TU Wien vegetation correction term, are also sensitive to vegetation dynamics by comparing them to LAI. Furthermore, the ability of ta to reproduce inter-annual variability in vegetation dynamics is assessed. Time series of ta are retrieved over Mainland Australia for the period 2007 - 2014. This period contains years with distinct climatic conditions, including the Millenium Drought (2000 - 2009), and two years with large amounts of rainfall as a result of a change in climate modes, due mainly to the El Niño Southern Oscillation. It is found that ta and LAI are tightly coupled, especially over sparsely vegetated regions and grasslands. Over croplands they start to deviate, which is a result of a lag between the two products. In deciduous broadleaf forests negative correlations between the two products are found, as is also found in the previous two chapters, Chapter III and IV. Significant differences between the mean values of drier years and the anomalously wet years are found. Patterns of increased ta correspond to those of LAI and surface soil moisture. Especially in central Australia large changes in ta and LAI are found, where the flush of grasses in a normally barren region effects both products. This thesis developed and validated the retrieval of ta from spaceborne active microwave observations and assesses its ability to monitor vegetation dynamics. It also identifies and analyses differences that arise between VNIR, passive and active microwave remote sensing, especially in boreal and deciduous forests. Overall, the ta satisfactorily follows vegetation patterns and dynamics as observed in VNIR and passive microwave vegetation products. Therefore, missions like Metops European Polar System - Second Generation and Sentinel-1 could retrieve or use ta for vegetationmapping and algorithmic improvements.

Kurzfassung/Abstract
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird das Potential GNSS-basierter Troposphärenparameter für die regionale Niederschlagsvorhersage untersucht. Dazu werden die Messdaten eines regionalen GNSS-Referenzstationsnetzes (betrieben durch EPOSA, EVN und EAG) herangezogen und troposphärische Zenitverzögerungen und troposphärische Gradienten geschätzt. Die totalen Zenitverzögerungen werden mit Hilfe der meteorologischen Daten der ZAMG auf feuchte Zenitverzögerungen (ZWD) reduziert. In den ZWD- und Gradientenzeitserien werden vor Niederschlagsereignissen folgende Charakteristika erwartet. Die durch eine herannahende Front entstehende Asymmetrie der troposphärischen Laufzeitverzögerung bewirkt einen großen Gradientenabsolutbetrag und die Gradienten richten sich gegen die Front aus. Durch die erhöhte Wasserdampfmenge in der Atmosphäre kurz vor dem Niederschlagsereignis steigt der ZWD an, nach Abregnen des Wasserdampfes nimmt er wieder ab. Als Referenz für die Untersuchungen dienen Niederschlagsdaten der ZAMG. Für die Analyse werden zwei Testgebiete innerhalb Österreichs definiert. Als Untersuchungszeitraum werden die Monate April bis September 2014 gewählt. Anhand von Testereignissen wird mittels Kreuzkorrelation der ZWD-Zeitserien festgestellt, in welcher Reihenfolge und in welchem zeitlichen Abstand der ZWD an den einzelnen GNSS-Stationen innerhalb eines Testgebietes ansteigt. Dies gibt Aufschluss über die Richtung, aus der die Front zu erwarten ist. Anhand des Gradientenabsolutbetrages wird der Zeitpunkt ermittelt, ab dem die Gradienten unter dem Einfluss der herannahenden Front stehen und somit ebenfalls eine Richtungsinformation liefern. Abschließend wird für jede GNSS-Station der Zeitpunkt des einsetzenden Niederschlages berechnet und die Ergebnisse miteinander verglichen. Die Reihenfolgen des ZWD-Anstieges und des einsetzenden Niederschlages an den GNSS-Stationen zeigen bei den meisten Testereignissen ein nahezu identes Muster. Die Gradienten lassen auf eine Front aus der annähernd gleichen Richtung, wie anhand der ZWD-Anstiege erwartet, schließen. Durch den Vergleich mit den Niederschlagsanalysedaten kann festgestellt werden, dass die Gradienten vorwiegend mit der Bewegungsrichtung und die ZWD-Anstiege vorwiegend mit der Ausrichtung der Grenzlinie einer Front korrelieren. Die Einbeziehung von Gradienten in die Niederschlagsprädiktion ermöglicht außerdem eine sehr frühzeitige Vorhersage. Als zusätzliche Eingangsparameter von Wettervorhersagemodellen könnten GNSS-Troposphärenparameter so zu einer wesentlichen Verbesserung beitragen.

Kurzfassung/Abstract
In vielen Bereichen der Ingenieurgeodäsie werden moderne Totalstationen für kinematische Messungen eingesetzt. Die Zeitsynchronisation von Totalstationen spielt daher eine zunehmend wichtiger werdende Rolle. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Echtzeit-Synchronisation von Totalstationen vorgestellt. Diese basiert auf der Bestimmung von Zeitverschiebungen mithilfe von Kreuzkorrelation sowie einer Kalibrierfunktion zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf die interne Uhrzeit einer Totalstation. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Kalibrierfunktion entwickelt, welche aus einem Verfahren zur Temperatur-Kalibrierung der internen Uhrzeit einer Totalstation resultiert. Im Zuge dessen wurden Eigenschaften und Verhalten der internen Uhrzeit tiefgründig untersucht. Wie gezeigt wird, ist die vorgeschlagene Methode unabhängig von äußeren Einflüssen und benötigt keine zusätzliche Hardware. Mit Anwendung des entwickelten Synchronisationsverfahrens können Totalstationen auf 50 ms nach 8 Stunden Betriebszeit zueinander synchronisiert werden

Kurzfassung/Abstract
Variability in water vapor plays an important role in determining how much a signal gets delayed during the propagation through the atmosphere. This delay through the neutral atmosphere can be split up into a hydrostatic and a wet part. The latter can also be converted into precipitable water and its variation is an indicator for climate change. In this thesis, a long time series of tropospheric wet delays in zenith direction is computed from three different sources and compared to each other. The time frame chosen for the analysis is from 1985 - 2014, including data from a number of stations with different measuring activity and therefore varying data availability. Eighteen Very Long Baseline Interferometry (VLBI) stations and eight Global Positioning System (GPS) stations, co-located with the VLBI stations, are used for the analysis. Data from ray-tracing through numerical weather models (NWM) with operational data, available with the Vienna Mapping Function 1 (VMF1), are used for comparison as well. The data processed with the Vienna VLBI Software (VieVS) show a satisfying correlation with different pressure inputs, whereas the results obtained from VMF1 and GPS are contradicting. The data obtained from VMF1, using operational NWM data, shows that this kind of data is not ideal for determining a trend over many years. For a trend analysis, reanalysis data would be better suitable but is not always available. The GPS data have their limit in the small observation time span of only twelve years. The VLBI data using pressure values from in-situ pressure records, show quite uncertain results, especially at the station Zelenchukskaya. Outliers and missing values have been corrected for, but could still influence the quality of the results, as well as random errors. The results with all methods show a worldwide increase in the zenith wet delay (ZWD) of 0.1 mm/year (single solutions ranging from -0.5 to 0.4 mm/year) averaged over all stations or a decrease of -0.02 mm/year (single solutions ranging from -0.5 to 0.2 mm/year) when excluding the station Zelenchukskaya. The ZWD trends for single stations (averaged over all methods) range from -0.9 to 1.7 mm/year or -0.9 to 0.3 when excluding the station Zelenchukskaya, yielding mostly realistic results with a few exceptions. In general, there is a common pattern visible, even with all the possible errors in the data, but more research is needed to get conclusive and congruent results across all methods. Also the detection of potential remaining offsets is important to avoid a negative influence on the result. For future studies, the usage of longer time series should be considered in order to further improve the reliability of the trends.

Kurzfassung/Abstract
Das Verhalten von großen Talsperren wird kontinuierlich mit einer Vielzahl an unterschiedlichen geodätischen und geotechnischen Sensoren überwacht. Ein entscheidender Faktor für die Standsicherheit ist die Betonqualität, die durch visuelle Inspektionen bewertet und mit Fotoaufnahmen dokumentiert wird. In dieser Masterarbeit wird eine Methode zur Oberflächendokumentation von Talsperren mit Scan- und Bilddaten einer modernen Totalstation vorgeschlagen. Am Beispiel der Sperre Hierzmann wird gezeigt, dass für das abgeleitete Oberflächenmodell eine geometrische Genauigkeit von wenigen Millimetern und eine Übereinstimmung der Bildtexturen im Subpixel-Bereich erzielbar ist. Außerdem wird ein neu entwickeltes Systemkonzept zur Langzeitüberwachung der Maueroberfläche vorgestellt, welches eine objektive Beurteilung des Betonzustandes ermöglichen soll. Anhand von praktischen Untersuchungen wird das Potenzial von Bildverarbeitungsalgorithmen zur automatischen und echtzeitfähigen Detektion von Schadstellen sowie zur Erfassung und Quantifizierung derer Veränderungen demonstriert

Kurzfassung/Abstract
The Sentinel-1 satellite mission of the ESA for land and ocean monitoring provides high-resolution, all-weather, day and night Synthetic Aperture Radar images. Studies about wind parameters above the ocean are frequent, inland lakes were seldom investigated. The objective of this thesis is to evaluate the potential of C-band SAR for wind retrieval over lakes. A number of lakes from Austria and Hungary (lakes in Salzkammergut, Lake Neusiedl and Balaton), where wind measurements from automatic weather stations are available, has been selected for evaluation. Functions for speed retrieval are developed from empirical relationships. Meteorological station data are used for calibration and validation. For the processing several different software were used: Sentinel-1 Toolbox for the primary processing and data analysis, Matlab for data analysis and ArcMap for data analysis and visualization. A total of 145 wind maps were produced, 53 for Balaton, 59 for Lake Neusiedl and 33 for lakes of Salzkammergut. To obtain the wind maps, the functions were developed from the relationship of the main parameters and the backscatter. These main parameters which have the highest influence on backscatter were the wind speed and incidence angle. Functions for different incidence angles according to the wind speed were determined. The wind direction had lower influence, but the main reason the parameter was not taken into consideration is the lack of diversity in the available data, since the prevailing wind direction dominates. The temperature of the water or most probably the difference between the surface temperature and the water temperature can have an influence on backscatter. However, unequivocal evidence was not found, although the images taken on descending path during auroral time - when the water temperature is usually higher than the air temperature - have altogether higher backscatter. Nevertheless, there is a good correlation between the measured and the calculated wind speed.

Kurzfassung/Abstract
Für die kostengünstige Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung eines Objektes werden in der Navigation hauptsächlich low-cost GNSS, INS, UWB oder Barometerdaten verwendet. Ziel dieser Arbeit ist es, die entstehende Datenflut für robuste Navigationsanwendungen aufzubereiten und zu evaluieren. Dazu werden ein proprietäres Datenmanagement für die einzelnen Komponenten, sowie eine eigens konzipierte Systemarchitektur für die Datenübertragung der Navigationsdaten zum Einsatz kommen. Der stetig wachsende low-cost GNSS-Markt bietet unterschiedlichste GNSS-Empfänger für jegliche kostengünstige Navigationsanwendungen an. Verantwortlich für die Rohdatenübertragung, welche vor allem bei RTK Navigationsanwendungen zwingend notwendig ist, ist eine eigens in dieser Arbeit entwickelte innovative Systemarchitektur. Diese besteht aus einer eigenen Daten-übertragung, einem proprietären Navigation-Rohdatenformat und einer Weiterentwicklung einer vorhandenen Software für die verbesserte Positionierung. Herkömmliche, standardisierte Formate reizen nicht das gesamte Potential von low-cost Empfängern für Navigationsanwendungen aus, welche jedoch für Anwendungen mit hohen Genauigkeitsansprüchen erforderlich sind. Unter Verwendung aller GNSS-Rohdaten eines low-cost GNSS-Empfängers wie z.B. Informationen über mögliche Cycle Slip, Uhrparameter und Informationen über die Phasenmessung kann die Prozessierung deutlich verbessert und beschleunigt werden. Des Weiteren kann ein deutlicher Genauigkeitsgewinn im Vergleich mit der Verwendung herkömmlicher Übertragungsformate erzielt werden. Anhand eigener Testszenarien wird das erstellte Navigation-Datenformat getestet und die erzielten Ergebnisse werden mit Positionslösungen, welche mit herkömmlichen Formaten wie RTCM erzielt wurden, gegenübergestellt. Die Vorteile erweiterter Rohdatenformate kann anhand dieser Testszenarien deutlich gezeigt werden.

Kurzfassung/Abstract
Die Erdrotationsachse verharrt nicht starr bezüglich des Raums oder des Erdkörpers selbst, sondern wird neben gravitativen Kräften von Sonne, Mond und Planeten und rheologischen Effekten im Erdinneren, durch dynamische Prozesse in der Atmosphäre, sprich Druck- und Windvariationen, ausgelenkt. Für die moderne Geodäsie, im Besonderen für jede satellitenbasierte Positionierungsaufgabe auf der Erdoberfläche oder im Raum, ist jedoch die möglichst genaue Modellierung irregulärer Achsbewegungen der Erde wesentlich. Eine der Hauptrollen im Fehlerbudget solcher Modellierungen spielen kleine atmosphärische und ozeanische Beiträge zur Nutation, das heißt der Achsbewegung der Erde im Bezug auf ein himmelsfestes System. Ein Teil dieser Beiträge wird durch die globale S1-Tide verursacht. Diese zyklisch wiederkehrende Massenverlagerung im Atmosphäre-Ozean-System mit einer Periode von 24 h schlägt sich als Nutationswelle im Raum mit einer Amplitude von etwa 100 µas (Mikrobogensekunden) nieder. Ihr Antrieb erfolgt durch die Absorption von Sonnenstrahlung sowie durch die Freisetzung von latenter und sensibler Wärme. Die daraus resultiere atmosphärische S1-Drucktide ruft im Ozean Massenverlagerungen mit derselben Frequenz hervor, die ozeanische S1-Tide. Folglich sind Variationen der globalen S1-Gezeit durch Wetterphänomene, großräumige Verlagerungen von Wasserdampf und Konvektionsbewegungen, sowie Klimavariationen ganz allgemein leicht vorstellbar. Dennoch existieren nach Wissen der Autorin keine wissenschaftlichen Abhandlungen, welche zeitliche S1-Modulationen global analysieren oder in Zusammenhang mit dominanten Wetter- und Klimaereignissen wie El Nino bringen. Durch solche Untersuchungen könnten jedoch mögliche Schlüsse für ihre bestmögliche Einbeziehung in Nutationsmodelle gezogen werden. Unter diesem Gesichtspunkt werden in der Arbeit aus meteorologischen Reanalysen Langzeitvariationen der S1-Drucktide extrahiert, um ein numerisches Ozeanmodell anzutreiben und daraus auf Nutatiationsbeiträge der ozeanischen S1-Tide zu schließen, denn diese liefert den Hauptnutationsbeitrag der globalen S1-Gezeit. Variationen der Beiträge werden im Anschluss in Zusammenhang mit El Nino und La Nina gesetzt. Um die Aussagekraft der Studie zu stärken, werden zwei, zuvor mit in-situ-Vergleichswerten validierte Reanalysedatensätze herangezogen. Die Ergebnisse erstaunen, denn La Nina moduliert die Nutationsbeiträge übereinstimmend für beide Antriebsmodelle nahezu im selben Ausmaß wie El Nino, welcher lokal die stärksten S1-Gezeitenanomalien induziert. Zeitliche Veränderungen des Beitrags zur Nutation aus den zwei Modellen sind nahezu durchgängig konsistent, lediglich mit unterschiedlicher Schwankungsbreite, welche möglicherweie auf Assimilationsartefakte im Wasserdampfgehalt zurückzuführen sind. Nutationsvariationen während des Untersuchungszeitraums von bis zu 30 µas in beide Koordinatenrichtungen lassen eine theoretische Einbeziehung der S1-Gezeit in zukünftige Nutationsmodelle - besonders im Hinblick auf das Genauigkeitslevel von etwa 20 µas heutiger VLBI (Very Long Baseline Interferometry)-Beobachtungen - nur beschränkt möglich erscheinen.

Kurzfassung/Abstract
In der Photogrammetrie werden für den Bündelblockausgleich üblicherweise in mehreren Bildern beobachtete Punkte verwendet. Alternativ besteht die Möglichkeit anstatt auf Punkten auf andere geometrische Formen, wie zum Beispiel Geraden, zurückzugreifen. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Varianten von Bündelblockausgleichungen mittels solcher Geraden. Dazu wurden zur Parametrisierung der Geraden im Objektraum zwei verschiedene Definitionen verglichen, einerseits eine Parametrisierung mit Punkt und Richtungsvektor und andererseits eine minimale Parametrisierung mit zwei Lagekoordinaten und zwei Winkeln. Es zeigt sich, dass die Art der Parametrisierung der Geraden keinen Einfluss auf das Ergebnis des Ausgleiches macht. Die Definition der Beobachtungsgleichungen, die die Beziehung zwischen den beobachteten Geradenpunkten und den Geraden beschreibt, erfolgt ebenfalls auf zwei verschiedene Arten. Zum einen wurden diese im Koordinatensystem des Objektes und zum anderen im Bildkoordinatensystem definiert. Der Unterschied zwischen den ausgeglichenen Parameter und deren Genauigkeiten der beiden Varianten der Definition der Beobachtungsgleichungen ist gering. Bei der Variante, in der die Beobachtungsgleichungen im Bildkoordinatensystem definiert sind, ist der Konvergenzradius größer und kann daher mit schlechteren Näherungswerten besser umgehen, während die zweite Variante leichter auch auf andere geometrische Formen, wie Kurven, adaptierbar ist. Beim Vergleich der Ergebnisse eines Bündelblockausgleiches nur mit Geraden mit einem Ausgleich nur mit Punkten zeigt der Ausgleich nur mit Geraden schlechtere Genauigkeiten der ausgeglichenen Parameter. Eine Kombination von Geraden und Punkten in einem gemeinsamen Bündelblockausgleich verbessert die Genauigkeit gegenüber einem Ausgleich nur mit Punkten. Daher ist es, trotz des Mehraufwandes, sinnvoll auch eine Berücksichtigung von Geraden in Betracht zu ziehen.

Kurzfassung/Abstract
The importance of high-resolution satellite imagery has been growing steadily in recent decades. One application is the determination of ground coordinates from satellite images. Therefor the orientation parameters and the sensor model of these images are necessary. One sensor model is using rational polynomial coefficients (RPCs) and gained in importance in recent years. This RPC-Model will be analyzed in this paper. The calculation of the coefficients of the RPC-Model are terrain independent. So a verification with ground control points is possibly. Now different models can be used to improve the accuracy of the original RPC-Model. One model is an additional translation to reduced the bias shifts. Another model is using an affine transformation to compensate shifts, drifts and rotations. These two models extend the RPC-Model and increase the number of parameters. Also a new way to improve the orientation of the satellite images will be discussed in this paper: the direct estimation of the RPCs with ground control points. First some diverent sensor models and the RPC-Model gets introduced. Then a mathematic method will be presented to estimate object coordinates with this model. Building on this the translation, the affine transformation and the direct estimation of the RPCs will extend the model. These models are then examined with four Pleiades satellite images and compared to each other and the advantages of direct estimation of the RPCs are shown.

Kurzfassung/Abstract
While outdoor navigation has received, by now, much attention and reached quite standardized technologies and techniques to automatic localization and navigation (mainly based on GPS-tracking), the problem of navigating people indoor has received relatively less attention. The very different nature of outdoor and indoor spaces makes the problem of navigating people through indoor environments also very different from the outdoor navigation problem. Most of the indoor navigation techniques developed so far try to replicate the satellite triangulation applicable outdoor by replacing GPS signal by other signals such as WIFI, RFID, and Bluetooth. Another type of approach tries, as soon as GPS coverage is lost, to build movement trajectories from sensors available in modern mobile devices such as compasses, magnetometers, and accelerometers. This work explores and analyses a different solution to navigating people in indoor environments, one that does not require installation and usage of any extra devices in the environments. The idea is to navigate people based on qualitative coordinates, which can be described as what one can see at a certain position. The main requirement to exploit this technique is to have a detailed database of the environment in order to compute visibility between objects. With that we divide space into regions, i.e. extract qualitative coordinates. By using these regions, it is possible to create landmark-based instructions, which are, according to the literature, cognitively more appropriate (in the sense that they produce a lower cognitive load on the user) instructions than metric instructions. Since visibility is a spatial property directly related to 3D space, we present the idea of visibility-based navigation by using the data in 3D. More specifically, we analyse the extension to 3D space of an existing 2D qualitative localization and navigation system based on visibility information, we present the main challenges that need to be tackled in order to get a functional implementation of such a landmark-based navigation system based on 3D visibility information, and address a subset of them. The analysis shows we do not need to compute visibility between all objects in the database, but only between landmarks and obstacles. Therefore, we propose the usage of some criteria to minimize produced visibility regions. Objects with specific role in indoor environment should be used to simplify some regions or to reduce the computational load. Furthermore, it is suggested to avoid landmarks in the route instructions which are not fixed in time or place. We realized we need to take into account the agent's point of view to successfully navigate him. Moreover, it is recommended to merge metric and topological graph into a weighted graph. However, some challenges still remain for future work like the implementation of the cutting function, panoramic view of the agent, usage of transparent objects in 3D space and simplifications of the instructions based on visibility.

Kurzfassung/Abstract
Diese Arbeit erörtert das Potential der Kombination von hochauflösenden LiDAR- und Hyperspektral-Fernerkundungsdaten zur Baumartendifferenzierung. Dazu werden in Feldbegehungen Referenzbäume für die untersuchten Baumarten Buche, Eiche, Fichte, Kiefer, Lärche und Tanne im Projektgebiet St. Margarethen an der Raab erhoben. Basierend auf den Referenzbäumen wird ein multinomiales logistisches Regressionsmodell mit Variablen aus LiDAR- und Hyperspektraldaten erstellt und über eine Modelanpassung werden die aussagekräftigsten Prädiktoren zur Trennung von allen sechs Baumarten determiniert. Das Regressionsmodell mit der besten Performance zur Baumartendifferenzierung setzt sich aus Reflexions-Mittelwerten von sieben Kanälen des Hyperspektraldatensatzes zusammen. Mit diesem Modell können 100% der Referenzbäume der korrekten Zielklasse zugeordnet werden und bei der LOOCV-Kreuzvalidierung wird ein sehr geringer Anteil von 3,18% der Referenzbäume fehlklassifiziert. Zur statistischen Trennung aller sechs untersuchten Baumarten sind ausschließlich Hyperspektralvariablen signifikant und LiDAR-Variablen rufen keine Verbesserung des Modells hervor. Dies ist darauf zurückzuführen, dass durch die sehr hohe räumliche sowie spektrale Auflösung der Hyperspektraldaten das baumartenspezifische Reflexionsverhalten sehr gut quantifiziert werden kann und es schwierig ist, mit LiDAR-Variablen einzelne Nadelbaum- und Laubbaum-Spezies zu differenzieren. Dennoch wird die grundsätzliche Eignung der aus dem nDSM abgeleiteten LiDAR-Variablen zur Baumartendifferenzierung über eine paarweise Trennung von Baumarten evaluiert. Mit einer Erstellergenauigkeit von 88% und einem Kreuzvalidierungsfehler von 10,15% liefert die Trennung von Buche/Lärche mit der Standardabweichung der Höhenwerte innerhalb eines Baumpolygons als Prädiktor das beste Ergebnis.

Kurzfassung/Abstract
Diese Arbeit befasst sich mit der möglichen katastralen Darstellung räumlich-begrenzter Dienstbarkeiten sowie weiterer Rechte bzw. Beschränkungen, welche auf einem Grundstück wirken können. Grunddienstbarkeiten im Allgemeinen erlauben es, bestimmte Rechte auf einem fremden Grundstück ausüben zu können bzw. diese auf dem eigenen Grundstück dulden zu müssen. Dies geht mit einer Beschränkung des Eigentums am dienenden Gut und mit einer Erweiterung am herrschenden Gut einher. Die wirkenden Rechte können dabei so unterschiedlich sein, dass es in den entsprechenden Gesetzestexten keine erschöpfenden Aufzählungen gibt. In der Regel beziehen sich Grunddienstbarkeiten auf den jeweiligen Eintrag im Grundbuch, und damit auf die gesamte Grundstücksfläche. Es gibt aber auch räumlich-begrenzte Dienstbarkeiten, deren Wirkungsbereich sich auf einen bestimmten Bereich auf dem Grundstück beschränkt. Da deren Umfang bzw. Verlauf in der Natur nicht immer sofort und eindeutig ersichtlich ist, kommt es dadurch immer wieder zu Streitigkeiten zwischen Nachbarn sowie zu Unsicherheiten beim An- und Verkauf von Immobilien. Um solche Situationen zukünftig zu vermeiden, soll eine mögliche Darstellung dieser Rechte im Kataster untersucht werden. Eine Sondierung der derzeitigen Kataster- und Grundbuchsituation in Österreich hat gezeigt, dass Servitutspläne bzw. detaillierte Beschreibungen zwar gefordert werden, entsprechende technische oder rechtliche Vorgaben jedoch fehlen. Dies lässt eine Darstellung in der Digitalen Katastralmappe (DKM) nicht zu, da deren Vorgaben hinsichtlich der Vermessung und Planerstellung genau geregelt sind. Es sind also für Servitutspläne entsprechende Verfahrensschritte im Rahmen der Vermessung und der Planerstellung zu definieren, welche eine, für die DKM zulässige Genauigkeit der Daten liefern. Unter der Annahme, dass solche Daten bereits vorliegen und die jeweiligen Gesetzestexte und Verfahren bereits entsprechend abgeändert wurden, werden mögliche Darstellungsformen für die Servitutsdaten erstellt. Diese unterscheiden sich durch den dargestellten Detailumfang, den Visualisierungsaufwand sowie die Anforderungen an die Vermessung und Planerstellung. Die Arbeit hat gezeigt, dass eine Darstellung im Kataster grundsätzlich möglich ist. Die dafür notwendigen technischen Schritte und Maßnahmen werden definiert und die wesentlichen rechtlichen Handlungen beschrieben. Schlussendlich werden Beispiele für eine denkbare Visualisierung geliefert.