Virtual Cilicia Project. How to use Google Earth as a visualization environment in an archaeological context

Over the past few years, archaeology has experienced a rapid development in geophysical prospection and remote sensing techniques. At the same time, the focus of archaeological research has shifted to landscape evelopment and human interaction. To impart the results, new methods and techniques are necessary. Virtual globes such as Google Earth offer fascinating methods of giving interested amateurs the possibility to interactively explore ancient cities and landscapes. Thanks to the increasing usage of GIS in cultural heritage, the implementation of interactive three dimensional learning opportunities becomes less and less tedious, but the non-linear narrative story telling medium demands for a special adaption of the content. This paper summarizes the experience gained during the realization of the “Virtual Cilicia Project” and outlines the future potential of virtual globes in the field of cultural heritage.

Effect of the Tiger Stripes on the water vapor distribution in Enceladus' exosphere

The jet activity emanating from Enceladus' exosphere south pole region observed by Cassini is a subject of intensive study. The in situ and remote sensing observations performed since 2005 triggered an active modeling campaign. Such modeling is essential for better understanding of the measurements performed by individual instruments as well as to link them for a more complete picture of the volatile and ice grain distribution in Enceladus' exosphere. This paper is focused on the investigation of the effect that diffuse gas sources along the Tiger Stripes have on distribution of the water vapor in Enceladus' exosphere using the updated version of our multiplume model. We have found that accounting for the gas production by Tiger Stripes is critical for interpretation of the Cassini data. According to our calculations, sources along the Tiger Stripes (apart from those originally identified by Spitale and Porco (2007)) must contribute about 23–32% to the total plume source rate, which varies in the range of (6.4–29) ×1027 s−1. The effect of the previously unidentified source suggested in the paper is found to be critical for explaining the Ultraviolet Imaging Spectrograph 2007 and 2010 observations in the whole range of the elapsed times.

Evaluación geoecológica de los paisajes del Departamento Minas (Provincia de Neuquén), para el estudio de la degradación de la tierra

Las sociedades en su afán de aprovechar los recursos naturales que la tierra le provee, han ido transformando permanentemente el medio que habitamos, generando una crisis ambiental que es tema de preocupación y permanente discusión en organismos, foros y conferencias relacionados con el cuidado y protección del medio ambiente. En las regiones áridas y semiáridas uno de los problemas ambientales más comunes es la degradación de tierras por efecto del sobrepastoreo. La tercera parte de la superficie terrestre del planeta es árida y semiárida y en ella los procesos de desertización se han intensificado en los últimos decenios. Según la Convención de las Naciones Unidas de lucha contra la Desertificación (CNULD), este problema amenaza al 40 por ciento aproximadamente, de la masa terrestre de nuestro planeta. Más de 1000 millones de personas en alrededor de 100 países están afectadas directamente por la desertificación o corren peligro de estarlo (CNULD, 2003), estimándose que "la pérdida de ingresos en las áreas afectadas alcanza a unos 42.000 millones de dólares". Argentina en general y la Patagonia en particular, no son ajenas a esta situación. La Secretaría de Recursos Naturales y Medio Ambiente Humano (1996), calcula que aproximadamente el 75 por ciento de nuestro territorio nacional se encuentra afectado por crecientes condiciones de aridez y en la Patagonia, el 90 por ciento de la superficie (unos 780.000 km2) presenta signos de degradación. De esta superficie, un 30 por ciento, está bajo procesos erosivos eólicos e hídricos severos o graves con tendencia a agravarse. Teniendo en cuenta esta situación, esta tesis tiene como propósito aplicar las concepciones metodológicas de la geoecología de los paisajes en el Departamento Minas (Provincia de Neuquén), con vistas a estudiar la estructura y funcionamiento de los paisajes, herramienta fundamental para comprender el fenómeno de la degradación de la tierra. El objetivo central de este trabajo consiste en estudiar la degradación de los paisajes de este lugar a partir de los preceptos de la geoecología, con apoyo de los Sistemas de Información Geográfica y la teledetección, estableciendo índices diagnósticos que reflejen la interacción e interdependencia entre los componentes naturales y sociales del paisaje. El estudio de los paisajes brinda la posibilidad de integrar transdisciplinariamente los conocimientos y percepciones de la diversidad geoecológica y socioeconómica desde una perspectiva dinámica. Mediante este análisis se puede arribar al conocimiento de las formas de ocupación y conservación de los recursos naturales procurando la protección de la oferta ecológica a largo plazo. El paisaje geográfico o geosistema se concibe como "un sistema espacio-temporal, complejo y abierto, que se origina y evoluciona justamente en la interfase naturaleza-sociedad, en un constante estado de intercambio de energía, materia e información, donde su estructura, funcionamiento, dinámica y evolución reflejan la interacción entre los componentes naturales (abióticos y bióticos), técnico-económicos y socio-culturales (Mateo, J. 1991; Salinas. E. 1991y 1997). Se trata de una formación socio-natural que constituye una categoría científica y como tal, será adoptada en este trabajo.

Discription of coastal shape at Bykovsky Peninsula

This article presents a comparison of sediment input by rivers and by coastal erosion into both the Laptev Sea and the Canadian Beaufort Sea (CBS). New data on coastal erosion in the Laptev Sea, which are based on field measurements and remote sensing information, and existing data on coastal erosion in the CBS as well as riverine sediment discharge into both the Laptev Sea and the CBS are included. Strong regional differences in the percentages of coastal erosion and riverine sediment supply are observed. The CBS is dominated by the riverine sediment discharge (64.45210**6 t/a) mainly of the Mackenzie River, which is the largest single source of sediments in the Arctic. Riverine sediment discharge into the Laptev Sea amounts to 24.10210**6 t/a, more than 70% of which are related to the Lena River. In comparison with the CBS, the Laptev Sea coast on average delivers approximately twice as much sediment mass per kilometer, a result of higher erosion rates due to higher cliffs and seasonal ice melting. In the Laptev Sea sediment input by coastal erosion (58.4210**6 t/a) is therefore more important than in the CBS and the ratio between riverine and coastal sediment input amounts to 0.4. Coastal erosion supplying 5.6210**6 t/a is less significant for the sediment budget of the CBS where riverine sediment discharge exceeds coastal sediment input by a factor of ca. 10.

Evaluación geoecológica de los paisajes del Departamento Minas (Provincia de Neuquén), para el estudio de la degradación de la tierra

Las sociedades en su afán de aprovechar los recursos naturales que la tierra le provee, han ido transformando permanentemente el medio que habitamos, generando una crisis ambiental que es tema de preocupación y permanente discusión en organismos, foros y conferencias relacionados con el cuidado y protección del medio ambiente. En las regiones áridas y semiáridas uno de los problemas ambientales más comunes es la degradación de tierras por efecto del sobrepastoreo. La tercera parte de la superficie terrestre del planeta es árida y semiárida y en ella los procesos de desertización se han intensificado en los últimos decenios. Según la Convención de las Naciones Unidas de lucha contra la Desertificación (CNULD), este problema amenaza al 40 por ciento aproximadamente, de la masa terrestre de nuestro planeta. Más de 1000 millones de personas en alrededor de 100 países están afectadas directamente por la desertificación o corren peligro de estarlo (CNULD, 2003), estimándose que "la pérdida de ingresos en las áreas afectadas alcanza a unos 42.000 millones de dólares". Argentina en general y la Patagonia en particular, no son ajenas a esta situación. La Secretaría de Recursos Naturales y Medio Ambiente Humano (1996), calcula que aproximadamente el 75 por ciento de nuestro territorio nacional se encuentra afectado por crecientes condiciones de aridez y en la Patagonia, el 90 por ciento de la superficie (unos 780.000 km2) presenta signos de degradación. De esta superficie, un 30 por ciento, está bajo procesos erosivos eólicos e hídricos severos o graves con tendencia a agravarse. Teniendo en cuenta esta situación, esta tesis tiene como propósito aplicar las concepciones metodológicas de la geoecología de los paisajes en el Departamento Minas (Provincia de Neuquén), con vistas a estudiar la estructura y funcionamiento de los paisajes, herramienta fundamental para comprender el fenómeno de la degradación de la tierra. El objetivo central de este trabajo consiste en estudiar la degradación de los paisajes de este lugar a partir de los preceptos de la geoecología, con apoyo de los Sistemas de Información Geográfica y la teledetección, estableciendo índices diagnósticos que reflejen la interacción e interdependencia entre los componentes naturales y sociales del paisaje. El estudio de los paisajes brinda la posibilidad de integrar transdisciplinariamente los conocimientos y percepciones de la diversidad geoecológica y socioeconómica desde una perspectiva dinámica. Mediante este análisis se puede arribar al conocimiento de las formas de ocupación y conservación de los recursos naturales procurando la protección de la oferta ecológica a largo plazo. El paisaje geográfico o geosistema se concibe como "un sistema espacio-temporal, complejo y abierto, que se origina y evoluciona justamente en la interfase naturaleza-sociedad, en un constante estado de intercambio de energía, materia e información, donde su estructura, funcionamiento, dinámica y evolución reflejan la interacción entre los componentes naturales (abióticos y bióticos), técnico-económicos y socio-culturales (Mateo, J. 1991; Salinas. E. 1991y 1997). Se trata de una formación socio-natural que constituye una categoría científica y como tal, será adoptada en este trabajo.

Evaluación geoecológica de los paisajes del Departamento Minas (Provincia de Neuquén), para el estudio de la degradación de la tierra

Las sociedades en su afán de aprovechar los recursos naturales que la tierra le provee, han ido transformando permanentemente el medio que habitamos, generando una crisis ambiental que es tema de preocupación y permanente discusión en organismos, foros y conferencias relacionados con el cuidado y protección del medio ambiente. En las regiones áridas y semiáridas uno de los problemas ambientales más comunes es la degradación de tierras por efecto del sobrepastoreo. La tercera parte de la superficie terrestre del planeta es árida y semiárida y en ella los procesos de desertización se han intensificado en los últimos decenios. Según la Convención de las Naciones Unidas de lucha contra la Desertificación (CNULD), este problema amenaza al 40 por ciento aproximadamente, de la masa terrestre de nuestro planeta. Más de 1000 millones de personas en alrededor de 100 países están afectadas directamente por la desertificación o corren peligro de estarlo (CNULD, 2003), estimándose que "la pérdida de ingresos en las áreas afectadas alcanza a unos 42.000 millones de dólares". Argentina en general y la Patagonia en particular, no son ajenas a esta situación. La Secretaría de Recursos Naturales y Medio Ambiente Humano (1996), calcula que aproximadamente el 75 por ciento de nuestro territorio nacional se encuentra afectado por crecientes condiciones de aridez y en la Patagonia, el 90 por ciento de la superficie (unos 780.000 km2) presenta signos de degradación. De esta superficie, un 30 por ciento, está bajo procesos erosivos eólicos e hídricos severos o graves con tendencia a agravarse. Teniendo en cuenta esta situación, esta tesis tiene como propósito aplicar las concepciones metodológicas de la geoecología de los paisajes en el Departamento Minas (Provincia de Neuquén), con vistas a estudiar la estructura y funcionamiento de los paisajes, herramienta fundamental para comprender el fenómeno de la degradación de la tierra. El objetivo central de este trabajo consiste en estudiar la degradación de los paisajes de este lugar a partir de los preceptos de la geoecología, con apoyo de los Sistemas de Información Geográfica y la teledetección, estableciendo índices diagnósticos que reflejen la interacción e interdependencia entre los componentes naturales y sociales del paisaje. El estudio de los paisajes brinda la posibilidad de integrar transdisciplinariamente los conocimientos y percepciones de la diversidad geoecológica y socioeconómica desde una perspectiva dinámica. Mediante este análisis se puede arribar al conocimiento de las formas de ocupación y conservación de los recursos naturales procurando la protección de la oferta ecológica a largo plazo. El paisaje geográfico o geosistema se concibe como "un sistema espacio-temporal, complejo y abierto, que se origina y evoluciona justamente en la interfase naturaleza-sociedad, en un constante estado de intercambio de energía, materia e información, donde su estructura, funcionamiento, dinámica y evolución reflejan la interacción entre los componentes naturales (abióticos y bióticos), técnico-económicos y socio-culturales (Mateo, J. 1991; Salinas. E. 1991y 1997). Se trata de una formación socio-natural que constituye una categoría científica y como tal, será adoptada en este trabajo.

Digital elevation model (DEM) of the ice sheet in western Dronning Maud Land, Antarctica

In this paper, a new digital elevation model (DEM) is derived for the ice sheet in western Dronning Maud Land, Antarctica. It is based on differential interferometric synthetic aperture radar (SAR) from the European Remote Sensing 1/2 (ERS-1/2) satellites, in combination with ICESat's Geoscience Laser Altimeter System (GLAS). A DEM mosaic is compiled out of 116 scenes from the ERS-1 ice phase in 1994 and the ERS-1/2 tandem mission between 1996 and 1997 with the GLAS data acquired in 2003 that served as ground control. Using three different SAR processors, uncertainties in phase stability and baseline model, resulting in height errors of up to 20 m, are exemplified. Atmospheric influences at the same order of magnitude are demonstrated, and corresponding scenes are excluded. For validation of the DEM mosaic, covering an area of about 130,000 km**2 on a 50-m grid, independent ICESat heights (2004-2007), ground-based kinematic GPS (2005), and airborne laser scanner data (ALS, 2007) are used. Excluding small areas with low phase coherence, the DEM differs in mean and standard deviation by 0.5 +/- 10.1, 1.1 +/- 6.4, and 3.1 +/- 4.0 m from ICESat, GPS, and ALS, respectively. The excluded data points may deviate by more than 50 m. In order to suppress the spatially variable noise below a 5-m threshold, 18% of the DEM area is selectively averaged to a final product at varying horizontal spatial resolution. Apart from mountainous areas, the new DEM outperforms other currently available DEMs and may serve as a benchmark for future elevation models such as from the TanDEM-X mission to spatially monitor ice sheet elevation.

The CMCC Eddy-permitting Global Ocean Physical Reanalysis (C-GLORS v5, 1980-2014), links to NetCDF files

The CMCC Global Ocean Physical Reanalysis System (C-GLORS) is used to simulate the state of the ocean in the last decades. It consists of a variational data assimilation system (OceanVar), capable of assimilating all in-situ observations along with altimetry data, and a forecast step performed by the ocean model NEMO coupled with the LIM2 sea-ice model. KEY STRENGTHS: - Data are available for a large number of ocean parameters - An extensive validation has been conducted and is freely available - The reanalysis is performed at high resolution (1/4 degree) and spans the last 30 years KEY LIMITATIONS: - Quality may be discontinuos and depend on observation coverage - Uncertainty estimates are simply derived through verification skill scores

(Table 1) Ice thickness at lake Nam Co, Tibet, during 2008-2009

Lake ice change is one of the sensitive indicators of regional and global climate change. Different sources of data are used in monitoring lake ice phenology nowadays. Visible and Near Infrared bands of imagery (VNIR) are well suited for the observation of freshwater ice change, for example data from AVHRR and MODIS. Active and passive microwave data are also used for the observation of lake ice, e.g., from satellite altimetry and radiometry, backscattering coefficient from QuickSCAT, brightness temperature (Tb) from SSM/I, SMMR, and AMSR-E. Most of the studies are about lake ice cover phenology, while few studies focus on lake ice thickness. For example, Hall et al. using 5 GHz (6 cm) radiometer data showed a good relationship between Tb and ice thickness. Kang et al. found the seasonal evolution of Tb at 10.65 GHz and 18.7 GHz from AMSR-E to be strongly influenced by ice thickness. Many studies on lake ice phenology have been carried out since the 1970s in cold regions, especially in Canada, the USA, Europe, the Arctic, and Antarctica. However, on the Tibetan Plateau, very little research has focused on lake ice-cover change; only a small number of published papers on Qinghai Lake ice observations. The main goal of this study is to investigate the change in lake ice phenology at Nam Co on the Tibetan Plateau using MODIS and AMSR-E data (monitoring the date of freeze onset, the formation of stable ice cover, first appearance of water, and the complete disappearance of ice) during the period 2000-2009.

Composite of coastal seagrass meadows in Queensland, Australia - November 1984 to June 2010

Approximately 18,400 km**2 of seagrass habitat has been mapped within the coastal waters (<15 m) of Queensland (Australia) between November 1984 and June 2010. The total seagrass meadow distribution was calculated by merging maps from 115 separate mapping surveys (varying locations and dates). Due to tropical seagrass dynamism, meadow distribution can change seasonally and between years, and as a consequence, the composite represents the maximum area of seabed where seagrass has been observed/recorded. Mapping survey methodologies followed standardised global seagrass research methods (McKenzie et al. 2001) where the presence of seagrass was determined from in situ visual assessment of the seabed by either divers or drop cameras at GPS marked positions. Seagrass meadow boundaries were determined based on the positions of survey sites and the presence of seagrass, coupled with depth contours and remote sensing (e.g. aerial photography) where available. The merged meadow boundary accuracy was dependent on the original survey maps and varied from 10-100 m. The resulting composite seagrass distribution was saved as an ArcMap polygon shapefile, and projected to Geocentric Datum of Australia GDA94.

Contextual classification of full waveform lidar data in the Wadden Sea

The classification of airborne lidar data is a relevant task in different disciplines. The information about the geometry and the full waveform can be used in order to classify the 3D point cloud. In Wadden Sea areas the classification of lidar data is of main interest for the scientific monitoring of coastal morphology and habitats, but it becomes a challenging task due to flat areas with hardly any discriminative objects. For the classification we combine a Conditional Random Fields framework with a Random Forests approach. By classifying in this way, we benefit from the consideration of context on the one hand and from the opportunity to utilise a high number of classification features on the other hand. We investigate the relevance of different features for the lidar points in coastal areas as well as for the interaction of neighbouring points.

Probability sampling protocol of classification maps from spaceborne/airborne image

To deliver sample estimates provided with the necessary probability foundation to permit generalization from the sample data subset to the whole target population being sampled, probability sampling strategies are required to satisfy three necessary not sufficient conditions: (i) All inclusion probabilities be greater than zero in the target population to be sampled. If some sampling units have an inclusion probability of zero, then a map accuracy assessment does not represent the entire target region depicted in the map to be assessed. (ii) The inclusion probabilities must be: (a) knowable for nonsampled units and (b) known for those units selected in the sample: since the inclusion probability determines the weight attached to each sampling unit in the accuracy estimation formulas, if the inclusion probabilities are unknown, so are the estimation weights. This original work presents a novel (to the best of these authors' knowledge, the first) probability sampling protocol for quality assessment and comparison of thematic maps generated from spaceborne/airborne Very High Resolution (VHR) images, where: (I) an original Categorical Variable Pair Similarity Index (CVPSI, proposed in two different formulations) is estimated as a fuzzy degree of match between a reference and a test semantic vocabulary, which may not coincide, and (II) both symbolic pixel-based thematic quality indicators (TQIs) and sub-symbolic object-based spatial quality indicators (SQIs) are estimated with a degree of uncertainty in measurement in compliance with the well-known Quality Assurance Framework for Earth Observation (QA4EO) guidelines. Like a decision-tree, any protocol (guidelines for best practice) comprises a set of rules, equivalent to structural knowledge, and an order of presentation of the rule set, known as procedural knowledge. The combination of these two levels of knowledge makes an original protocol worth more than the sum of its parts. The several degrees of novelty of the proposed probability sampling protocol are highlighted in this paper, at the levels of understanding of both structural and procedural knowledge, in comparison with related multi-disciplinary works selected from the existing literature. In the experimental session the proposed protocol is tested for accuracy validation of preliminary classification maps automatically generated by the Satellite Image Automatic MapperT (SIAMT) software product from two WorldView-2 images and one QuickBird-2 image provided by DigitalGlobe for testing purposes. In these experiments, collected TQIs and SQIs are statistically valid, statistically significant, consistent across maps and in agreement with theoretical expectations, visual (qualitative) evidence and quantitative quality indexes of operativeness (OQIs) claimed for SIAMT by related papers. As a subsidiary conclusion, the statistically consistent and statistically significant accuracy validation of the SIAMT pre-classification maps proposed in this contribution, together with OQIs claimed for SIAMT by related works, make the operational (automatic, accurate, near real-time, robust, scalable) SIAMT software product eligible for opening up new inter-disciplinary research and market opportunities in accordance with the visionary goal of the Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) initiative and the QA4EO international guidelines.