Yes / Designed as a pragmatic approach that anticipates change to cultural heritage, this chapter discusses responses that encompass records for tangible cultural heritage (monuments, sites and landscapes) and the narratives that see the impact upon them. The Curious Travellers project provides a mechanism for digitally documenting heritage sites that have been destroyed or are under immediate threat from unsympathetic development, neglect, natural disasters, conflict and cultural vandalism. The project created and tested data-mining and crowd-sourced workflows that enable the accurate digital documentation and 3D visualisation of buildings, archaeological sites, monuments and heritage at risk. When combined with donated content, image data are used to recreate 3D models of endangered and lost monuments and heritage sites using a combination of open-source and proprietary methods. These models are queried against contextual information, helping to place and interrogate structures with relevant site and landscape data for the surrounding environment. Geospatial records such as aerial imagery and 3D mobile mapping laser scan data serve as a framework for adding new content and testing accuracy. In preserving time-event records, image metadata offers important information on visitor habits and conservation pressures, which can be used to inform measures for site management. / The Curious Travellers project was funded as a component of the AHRC Digital Transformations Theme Large Grant ‘Fragmented Heritage’ (AH/L00688X/1). AHRC Follow-on funding has seen this approach contribute to the BReaTHe project (AH/S005951/1) which seeks to Build Resilience Through Heritage for displaced communities and with a contribution to the BA Cities and Infrastructures Scheme project, ‘Reducing Disaster Risk to Life and Livelihoods by evaluating the seismic performance of retrofitted interventions within Kathmandu’s UNESCO World Heritage Site during the 2015 Earthquake’, with Durham University (KF1\100109).

Hermatypic, or reef-building, corals (Order Scleractinia) are the foundation of coral reefs, providing a diversity of structurally complex habitats for the myriad species in these biologically diverse ecosystems. However, both local and global anthropogenic stressors threaten the persistence of these corals. For this thesis, thirty 16m2 permanent photoquadrats at 10 shallow forereef sites around Kiritimati (Christmas Island, Republic of Kiribati) were monitored across a four-year study encompassing the 2015-2016 El Niño derived marine heatwave, and subsequent mass coral mortality event. Sites were exposed to either low, medium, or high levels of local anthropogenic disturbance. My objective herein was to examine the effects of a mass coral mortality event on reef structural complexity, from the end of the event to three years afterwards. To do so, I digitally quantified six metrics of structural complexity for each photoquadrat sampled across three resolution scales for each of the five expeditions. Plots from 2015, 2017, and 2019 were later annotated based on the morphological structure present. I found that while significant declines in multiple of habitat metrics occurred by the end of the heatwave, no further significant declines occurred thereafter. However, this trend was lost as resolution scale increased, indicating the trends seen in the habitat metrics at 1.0 cm were likely documenting the shift from live coral towards abiotic dominated reefs. Anthropogenic disturbance compounded the El Niño’s effect, ensuring high disturbance sites had the lowest structural complexity values throughout the study. Lastly, live branching, tabulate, foliose, and submassive coral morphologies were found to be most closely associated with the different habitat complexity metrics. These results highlight the importance live coral structure has on reef structural complexity, illustrate the importance of model resolution when quantifying trends in structural complexity, pinpoint coral morphologies creating reef structural complexity, and further emphasize the need to limit the effects of local anthropogenic disturbance on coral reefs. / Graduate / 2023-04-15

Ce travail de thèse a porté sur l’étude de littoraux sous l’influence de deux grands deltas, l’Amazone et le Mékong, avec un focus sur les plages et cheniers de Guyane intégrant le système de dispersion vaseuse de l’Amazone, et sur les liens entre la déstabilisation du littoral du delta du Mékong et les changements morpho-bathymétriques des chenaux deltaïques sous influence anthropique croissante. L’étude de la plage de Montjoly en Guyane a été conduite en combinant une approche innovante de photogrammétrie aéroportée SfM (Structure from Motion), des mesures hydrodynamiques, bathymétriques, et la modélisation de la propagation des houles à travers cette bathymétrie. Les résultats obtenus montrent le potentiel considérable de la technique de photogrammétrie SfM pour l’étude géomorphologique des plages, et confirment un modèle de rotation de la plage sous l'influence de banc de vase. Le suivi du second site d’étude, un chenier en recul sur un ancien polder rizicole vaseux, au travers d'une analyse multi décennale d’images satellites et des mesures de terrain, a démontré très finement les taux (atteignant 160 m par an) et mécanismes de recul du substrat vaseux en lien avec sa rhéologie.L’analyse de l'évolution de la bathymétrie des chenaux deltaïques du Mékong sur une décennie (1998 et 2008), conduite à travers une méthode sous SIG, a permis de quantifier une perte nette de 200 millions de m3 de sédiments et un approfondissement de chenaux ne relevant pas de processus naturels mais d'extraction de granulats.Ces prélèvements importants de sédiments ont des répercussions importantes sur les apports de sédiments au littoral du delta qui montre des taux d’érosion importants. / This thesis is a geomorphic study of two separate sites associated with two large deltas: the Amazon and the Mekong, with a focus on a beach and chenier in French Guiana integrated into the mud dispersal system of the Amazon, and on the links between destabilization of the Mekong delta shoreline and morpho-bathymetric changes in the deltaic channels under increasing human influence.The study of Montjoly beach in French Guiana was carried out using a combination of an innovative approach in SfM (Structure from Motion) airborne photogrammetry, hydrodynamic and bathymetric measurements, and wave propagation modelling over the nearshore bathymetry. The results show the strong potential of SfM photogrammetry in high-resolution morphometric and sediment budget surveys of sandy beach, and confirm a previously proposed model of beach rotation under mud-bank influence.The second field site in French Guiana, a retreating chenier over a muddy abandoned polder formerly a rice fields, work based on a multi-decadal analysis of satellite images combined with short-term field topographic and hydrodynamic measurements highlighted high rates of chenier migration (up to 160 m a year) and retreat mechanisms over the muddy substrate due to its rheology.A GIS-based analysis of bathymetric changes in the deltaic channels of the Mekong over a 10-year period (1998 to 2008) enabled the quantification of a net loss of 200 million m3 of sediments and an increase in the mean depth of the channels, which appears as unnatural and due to sand mining.These important sediment extractions have serious repercussions on sediment supply to the Mekong delta coast, which shows important rates of erosion.

Tesis por compendio / [ES] Los ecosistemas riparios presentan una gran variabilidad, desde un punto de vista geomorfológico como hidrológico y ecológico, incluyendo las complejas interacciones que la morfología y la vegetación de ribera puede presentar. La vegetación se presenta como un factor físico muy influyente en los sistemas fluviales, con una relación directa en los procesos geomorfológicos que tienen lugar en los corredores fluviales. La detección, monitoreo y evaluación de los procesos que se desarrollan en el espacio ripario son clave a la hora de poder entender las funciones ecológicas y el desarrollo de dichos hábitats, y por tanto para tomar decisiones para su conservación y restauración. Según la distribución de especies y los rasgos de las plantas, las comunidades vegetales y su dinámica presentan distintas características en el ecosistema ripario, a las cuales los métodos de detección y monitoreo deben adaptarse. Los constantes cambios que sufren estos espacios a lo largo del tiempo se deben en gran parte a procesos físicos relacionados con las dinámicas de erosión y sedimentación, las variaciones de la trayectoria del cauce, variaciones en la distribución de especies y vegetación en el bosque de ribera, etc., pero también se deben al impacto antropogénico, que puede llegar a generar grandes desajustes en la dinámica ecológica de los ecosistemas en cuestión. Debido a las interacciones de diversos procesos y alteraciones antropogénicas, y las complejas dinámicas espacio-temporales, resulta necesario continuar desarrollando metodologías teóricas y prácticas para la monitorización y caracterización de estos ecosistemas. La teledetección, incluyendo el uso de drones, se presenta como una herramienta muy interesante y óptima para el mapeo y recogida de información en estos espacios naturales. Los beneficios que demuestran las aeronaves no tripuladas -UAV- incluyen las mejoras en la resolución espacial y temporal de los datos capturados, así como la cartografía de áreas extensas en poco tiempo, lo que los convierte en instrumentos clave en tareas de gestión y conservación de los espacios riparios. La necesidad de estudiar la dinámica geomorfológica que se produce en los cauces fluviales ha sido la principal motivación en los estudios que se presentan en esta tesis doctoral. Los capítulos 2 y 3 se basan en técnicas de captura de datos con láser escáner terrestre (TLS) y en el modelado de los datos obtenidos en vuelos fotogramétricos de UAV. Con ellos se han caracterizado los procesos que tienen lugar en una cierta área de estudio, un cauce efímero del sureste de la Península Ibérica, la Rambla de la Azohía (Murcia). Estos estudios también han permitido comparar el ajuste y precisión de los datos capturados a partir de dos técnicas distintas. Además, el interés en caracterizar los cauces fluviales con un flujo permanente ha motivado el estudio de la topografía sumergida en un tramo de río, segmentado por tipos de mesohábitat. Así pues, el capítulo 4 presenta un algoritmo y una herramienta de corrección para el efecto de la refracción en un tramo del rio Palancia (Castellón), para llevar a cabo la correcta representación de la morfología del lecho sumergido. A partir de la metodología planteada y el algoritmo desarrollado, es posible minimizar los efectos de distorsión debidos a la presencia del agua, para obtener la reconstrucción tridimensional del lecho a partir de imágenes tomadas con UAV. La construcción del modelo 3D se llevó a cabo mediante la técnica de Structure from Motion. Finalmente, y como elemento clave en la dinámica de los ecosistemas riparios, el capítulo 5 desarrolla una metodología para clasificar las fases de sucesión de la vegetación del bosque ripario. Dichas fases de sucesión se basan en la metodología del proyecto RIPFLOW, que también está implementada en el modelo dinámico CASiMiR-vegetation. / [CA] Els ecosistemes riparis presenten una gran variabilitat, des d'un punt de vista geomorfològic com a hidrològic i ecològic, incloent les complexes interaccions que la morfologia i la vegetació de ribera pot presentar. La vegetació es presenta com un factor físic molt influent en els sistemes fluvials, amb una relació directa en els processos geomorfològics que tenen lloc en els corredors fluvials. La detecció, monitoratge i avaluació dels processos que es desenvolupen en l'espai ripari són clau a l'hora de poder entendre les funcions ecològiques i el desenvolupament d'aquests hàbitats, i per tant per a prendre decisions per a la seua conservació i restauració. Segons la distribució d'espècies i els trets de les plantes, les comunitats vegetals i la seua dinàmica presenten diferents característiques en l'ecosistema ripario, a les quals els mètodes de detecció i monitoratge han d'adaptar-se. Els constants canvis que pateixen aquests espais al llarg del temps es deuen en gran part a processos físics relacionats amb les dinàmiques d'erosió i sedimentació, les variacions de la trajectòria del llit, variacions en la distribució d'espècies i vegetació en el bosc de ribera, etc., però també es deuen a l'impacte antropogènic, que pot arribar a generar grans desajustaments en la dinàmica ecològica dels ecosistemes en qüestió. A causa de les interaccions de diversos processos i alteracions antropogèniques, i les complexes dinàmiques espaciotemporals, resulta necessari continuar desenvolupant metodologies teòriques i pràctiques per al monitoratge i caracterització d'aquests ecosistemes. La teledetecció, incloent l'ús de drons, es presenta com una eina molt interessant i òptima per al mapatge i recollida d'informació en aquests espais naturals. Els beneficis que demostren les aeronaus no tripulades -UAV- inclouen les millores en la resolució espacial i temporal de les dades capturades, així com la cartografia d'àrees extenses en poc temps, la qual cosa els converteix en instruments clau en tasques de gestió i conservació dels espais riparis. La necessitat d'estudiar la dinàmica geomorfològica que es produeix en els llits fluvials ha sigut la principal motivació en els estudis que es presenten en aquesta tesi doctoral. Els capítols 2 i 3 es basen en tècniques de captura de dades amb làser escàner terrestre (TLS) i en el modelatge de les dades obtingudes en vols fotogramètrics de UAV. Amb ells s'han caracteritzat els processos que tenen lloc en una certa àrea d'estudi, un llit efímer del sud-est de la Península Ibèrica, la Rambla de la Azohía (Múrcia). Aquests estudis també han permés comparar l'ajust i precisió de les dades capturades a partir de dues tècniques diferents. A més, l'interés a caracteritzar els llits fluvials amb un flux permanent ha motivat l'estudi de la topografia submergida en un tram de riu, segmentat per tipus de mesohábitat. Així doncs, el capítol 4 presenta un algorisme i una eina de correcció per a l'efecte de la refracció en un tram del va riure Palància (Castelló), per a dur a terme la correcta representació de la morfologia del llit submergit. A partir de la metodologia plantejada i l'algorisme desenvolupat, és possible minimitzar els efectes de distorsió deguts a la presència de l'aigua, per a obtindre la reconstrucció tridimensional del llit a partir d'imatges preses amb UAV. La construcció del model 3D es va dur a terme mitjançant la tècnica de Structure from Motion. Finalment, i com a element clau en la dinàmica dels ecosistemes riparis, el capítol 5 desenvolupa una metodologia per a classificar les fases de successió de la vegetació del bosc ripari. Aquestes fases de successió es basen en la metodologia del projecte RIPFLOW, que també està implementada en el model dinàmic CASiMiR-vegetation. / [EN] Riparian ecosystems show great variability, from a geomorphological, hydrological and ecological point of view, including the complex interactions that riparian morphology and vegetation can present. Vegetation appears as a very influential physical factor in river systems, with a direct relationship in the geomorphological processes that take place in river corridors. The detection, monitoring and evaluation of the processes that take place in the riparian space are key when it comes to understanding the ecological functions and development of these habitats, and therefore for making decisions for their conservation and restoration. According to the distribution of species and plant traits, plant communities and their dynamics present different characteristics in the riparian ecosystem, to which detection and monitoring methods must be adapted. The constant changes that these spaces undergo over time are largely due to physical processes related to the dynamics of erosion and sedimentation, variations in the path of the channel, variations in the distribution of species and vegetation in the riparian forest, etc. These processes also are due to the anthropogenic impact, which can generate major imbalances in the ecological dynamics of the ecosystems in question. Due to the interactions of various anthropogenic processes and alterations, and the complex spatio-temporal dynamics, it is necessary to continue developing theoretical and practical methodologies for the monitoring and characterization of these ecosystems. Remote sensing, including the use of drones, is presented as a very interesting and optimal tool for mapping and collecting information in these natural spaces. The benefits demonstrated by unmanned aircraft -UAV- include improvements in the spatial and temporal resolution of the captured data, as well as the mapping of large areas in a short time, which makes them key instruments in the management and conservation tasks of riparian spaces. The need to study the geomorphological dynamics that occur in river channels has been the main motivation in the studies presented in this doctoral thesis. Chapters 2 and 3 are based on ground-based laser scanner (TLS) data capture techniques and modelling of UAV photogrammetric flight data. They have characterized the processes that take place in a certain study area, an ephemeral riverbed in the southeast of the Iberian Peninsula, the Rambla de la Azohía (Murcia). These studies have also made it possible to compare the fit and precision of the data captured from two different techniques. In addition, the interest in characterizing the fluvial channels with a permanent flow has motivated the study of the submerged topography in a stretch of river, segmented by types of mesohabitat. Thus, chapter 4 presents an algorithm and a correction tool for the effect of refraction in a stretch of the Palancia river (Castellón), to carry out the correct representation of the submerged bed morphology. From the proposed methodology and the developed algorithm, it is possible to minimize the distortion effects due to the presence of water, to obtain the three-dimensional reconstruction of the bed from images taken with UAVs. The construction of the 3D model was carried out using the Structure from Motion technique. Finally, and as a key element in the dynamics of riparian ecosystems, chapter 5 develops a methodology to classify the phases of succession of riparian forest vegetation. These succession phases are based on the RIPFLOW project methodology, which is also implemented in the dynamic CASiMiR-vegetation model. / Agradezco a Francisca Segura y a Carles Sanchis por su ayuda y trabajo conjunto en el proyecto “Natural and anthropogenic changes in Mediterranean river drainage basins: historical impacts on rivers morphology, sedimentary flows and vegetation” financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) (CGL2013-44917-R). Agradezco también a la Universidad de Murcia y la Universidad de Alicante así como al proyecto de investigación “Respuesta morfológica y sistémica al cambio climático en cauces efímeros mediterráneos: dinámica, resiliencia y propuestas de actuación” funded by ERDF/Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities—State Research Agency/Project CGL2017-84625-C2-1-R (CCAMICEM); State Program for Research, Development and Innovation Focused on the Challenges of Society, del Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) y EU FEDER (Project TEC2017- 85244-C2-1-P) y de la Universidad de Alicante (vigrob-157 and GRE18-05). / Puig Mengual, CA. (2021). Remote Sensing and UAVs for the Geomorphological and Habitat Analysis in Ephemeral and Permanent Mediterranean Streams [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/177643 / Compendio