Ziel der Arbeit ist es, ein genaueres Prozessverständnis zur Abflussbildung an Hängen auf der Basis der räumlichen Verbreitung periglazialer Deckschichten zu erhalten. Das Untersuchungsgebiet ist ein 6 ha großes, forstlich bewirtschaftetes Quelleinzugsgebiet im Osterzgebirge. Das anstehende Gestein ist Gneis. Der oberflächennahe Untergrund ist aus zwei- und dreigliedrigen Deckschichten zusammengesetzt. Auf der Punkt-, Hang- und Kleineinzugsgebietsskala werden hydrometrische, hydrochemische und geoelektrische Methoden sowie Färbeversuche eingesetzt, um auf die dominierenden Abflussbildungsprozesse schließen zu können. Aus der Synthese der Teilergebnisse werden drei typische Prozessabläufe in Abhängigkeit von der Gebietsvorfeuchte abgeleitet. Diese verdeutlichen, dass bei geringer Vorfeuchte Sättigungsoberflächenabfluss im Quellsumpf vorherrscht, bei mittlerer bis hoher Vorfeuchte dagegen Zwischenabfluss der dominierende Abflussprozess ist. Die Abflusswirksamkeit der Niederschläge steigt zudem mit zunehmender Vorfeuchte nichtlinear an. Es wird herausgestellt, dass die hydraulisch anisotropen Eigenschaften der Basislage entscheidend die oberflächennahen Fließwege des Wassers beeinflussen. Sie besitzt durch ihre hohe Lagerungsdichte einerseits vertikal wasserstauende Eigenschaften. Andererseits kann Wasser, begünstigt durch das dominant sandige Substrat und das hangparallel eingeregelte Bodenskelett innerhalb der Schicht bevorzugt lateral geleitet werden. Die gewonnenen Erkenntnisse verdeutlichen die Bedeutung der Eigenschaften der periglazialen Deckschichten für die Abflussbildung an Mittelgebirgshängen. / The aim of this study is to contribute to the understanding of runoff processes on slopes based on the spatial distribution of periglacial cover beds. The study area is a 6 ha large forested spring catchment in the Eastern Ore Mountains, Saxony. Bedrock is gneiss overlain by periglacial cover beds comprising two or three layers. On plot, hillslope and small-catchment scales hydrometrical, hydrochemical and geoelectrical methods as well as tracer experiments are used to determine the constitutive runoff processes. From the synthesis of partial results, three pre-moisture controlled process cycles are derived. With low pre-moisture, saturation overland flow dominates in the spring bog. In contrast, with medium or high pre-moisture interflow occurs. Besides, with rising pre-moisture runoff coefficients increase in a non-linear manner. It is emphasised that the hydraulic anisotropic structure of the Basal Layer is the major control factor for subsurface water-flow paths. On the one hand, this layer acts as an aquitard for seeping water because of its high bulk density. On the other hand, water within the layer is able to flow laterally because of the sandy texture and the coarse clasts oriented parallel to the slope. These findings highlight the importance of relic periglacial cover beds for runoff generation in subdued mountains.

Orangeriebestände und ihre Winterhäuser waren für eine barocke Hofhaltung von außergewöhnlich repräsentativem Wert. Im Barockgarten Großsedlitz künden gleich zwei große Orangeriebauten von der einstigen Bedeutung, die sowohl Graf Wackerbarth als auch später August der Starke dieser Pflanzensammlung beimaßen. Zitrus- und zahlreiche weitere empfindliche Gewächse vermittelten metaphorisch die Tugenden guten Herrschens. / The orangery and winter gardens of a Baroque court were extremely important symbols of its prestige and wealth. At Großsedlitz the two large orangery buildings in the Baroque garden demonstrate the importance of this botanical collection to both Count Wackerbarth and Augustus the Strong. Citrus and many other delicate plants are displayed as metaphorical representations of the virtues of enlightened governance.

In this Dissertation, systematic work has been carried out to study the road-deposited sediment and its adsorbed pollutants from a stormwater pollution perspective. Solid-phase concentration, surface load, source apportionment, risk assessment, and desorption dynamics of polycyclic aromatic hydrocarbons and/or heavy metals in road-deposited sediments (RDS) were investigated. In order to provide data to assist potential strategies of stormwater pollution mitigation and integrated catchment management to minimise the adverse impacts of RDS adsorbed pollutants on stormwawter quality, the following specific topics were addressed. ⑴ The influences of traffic load and antecedent dry-weather period on pollution level and ecological risk of heavy metals in RDS were analyzed. ⑵ The build-up dynamics and chemical fractionation of metals were determined. ⑶ The potential source contributions and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in size-fractionated RDS were firstly determined by a Principal component analysis - Multiple linear regression receptor model. ⑷ The qualitative and quantitative source apportionments of polycyclic aromatic hydrocarbons were subsequently investigated through a combined qualitative Molecular Diagnostic Ratio and quantitative Positive Matrix Factorization source apportionment with an extended data set. ⑸ The exposure risk of polycyclic aromatic hydrocarbons were evaluated and calculated by incremental lifetime cancer risk models. ⑹ Then, a novel ecological risk assessment approach to the RDS adsorbed toxic substances was developed, which was explored exclusively for the study of RDS for a water pollution aspect. ⑺ Finally, the effects of rainwater, major wastewater constituents of dissolved organic matter and surfactant on the leaching of heavy metals from RDS were carried out.

Der demografische Wandel und die damit verbundene Stadtschrumpfung führen in vielen sächsischen Städten zu städtebaulichen Missständen. Als Reaktion darauf formulieren die Städte mit dem Stadtumbau Ost Ziele zur Wiederherstellung nachhaltiger Siedlungsstrukturen. Das Handeln der Gemeinden wird dabei durch überörtliche Institutionen des Stadtumbau-Programms beeinflusst. Ziel der Arbeit ist die Ermittlung des Zusammenhangs zwischen den gemeindlichen siedlungspolitischen Zielen und den überörtlichen Vorgaben im sächsischen Stadtumbau. Als Erklärungszusammenhang für den oben beschriebenen situativen und institutionellen Kontext wird der akteurzentrierte Institutionalismus herangezogen. Ziele sind eines der vier Elemente der Stadtplanung. Es bestehen sowohl Gründe für eindeutige als auch für vage Ziele. Die vertikalen Zielbeziehungen vom Zweck bis zum Handlungsziel ergeben eine Zielhierarchie, die sich in den überörtlichen Vorgaben im Stadtumbau-Programm als hybride Zielhierarchie wiederfindet. Für den Anwendungsfall der siedlungspolitischen Ziele, die sich aus flächen- und gebäudepolitischen Aussagen zusammensetzen, wird ein Kategorienschema entwickelt, mit dem die Stadtumbaukonzepte untersucht werden können. Der empirische Teil der Arbeit basiert auf einer inhaltsanalytischen Themenanalyse von 24 Stadtumbaukonzepten im Direktionsbezirk Chemnitz. Dabei wird grundsätzlich die Programmorientierung der Gemeinden nachgewiesen. Allerdings formulieren sie eindeutige, vielfach aber auch vage Handlungsziele. Ein Vorrang der gebäude- gegenüber den flächenpolitischen Zielen ist nicht festzustellen. Im Ergebnis ist im sächsischen Stadtumbau weder ein Vorrang der Eindeutigkeit noch der Vagheit festzustellen. Die sächsischen Gemeinden im Stadtumbau Ost orientieren sich bei der Zielformulierung zwar an den überörtlichen Vorgaben. Zugleich orientieren sie sich aber an den Risiken des demografischen Wandels und der Stadtschrumpfung. Daher wird das Postulat der Ziel- und Risikoorientierung formuliert. Auf dieser Basis werden Handlungsempfehlungen für die überörtlichen raumpolitischen Ebenen gegeben, um das Programm Stadtumbau Ost hinsichtlich der siedlungspolitischen Ziele zu optimieren. Diese Empfehlungen beziehen sich auf die Stadtumbau-Paragrafen, das Förderprogramm sowie die Arbeitshilfe und sonstigen Formen der Betreuung der Gemeinden.

Diese Arbeit leistet einen methodischen Beitrag zur Identifizierung von Umsetzungsprozessen der Stickstoffverbindungen Ammonium und Nitrat in belasteten Grundwasserleitern mittels der Analytik der Isotopenverhältnisse N-15 bzw. O-18. Es existieren bereits verschiedene Präparationsmethoden, jedoch sind diese teilweise arbeits- oder zeitaufwändig und damit mit erheblichen Kosten verbunden. Für eine breitere Anwendbarkeit in den Umweltwissenschaften wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei vereinfachte Methoden für die N-15 bzw. O-18 Stabilisotopenanalytik von Ammonium und Nitrat in Wässern erarbeitet. Zum einen wurde eine Fällungsmethode mit Natriumtetraphenylborat für die Probenvorbereitung der N-15 Isotopenanalyse für Ammonium weiterentwickelt, getestet und validiert. Bisher existierten keine Studien zur Anwendbarkeit dieser Methode auf die Analyse ammoniumhaltiger Wasserproben. Daher wurde die Methode in dieser Arbeit für die Anwendbarkeit auf Wasserproben optimiert, insbesondere auf natürliche Grundwasserproben. Zum anderen wurde eine gängige Aufbereitungsmethode für gelöstes Nitrat weiterentwickelt. Dabei wurden die Vorbereitungs- und Arbeitszeit der Denitrifizierermethode verkürzt, ohne die Genauigkeit der Messung negativ zu beeinflussen. Zu diesem Zweck wurden zwei bestehende Varianten der Methode miteinander kombiniert und modifiziert. Als Eignungsprüfung der Methoden zur Prozessidentifikation erfolgte eine exemplarische Feldstudie. Als Modellstandort diente ein Untersuchungsgebiet im Südosten Berlins. Der Grundwasserleiter des Standortes ist u. a. durch eine massive Kontamination von Ammonium gekennzeichnet. Im Untersuchungsgebiet wurde das sogenannte BIOXWAND-Verfahren entwickelt und zur Sanierung auf den Grundwasserleiter angewandt. Dabei handelt es sich um ein in-situ-Verfahren, wobei eine direkte Injektion von Sauerstoff in den Grundwasserleiter erfolgt um Nitrifikation zu begünstigen. Für die isotopengestützte Prozessidentifikation wurden im Rahmen dieser Arbeit von 2016 bis 2019 zweimal jährlich Grundwasserproben aus dem BIOXWAND-Anstrom und dem BIOXWAND-Abstrom entnommen und mit den erarbeiteten Präparationsmethoden aufbereitet und analysiert. Zur Prozessidentifikation wurde ein analytisches Modell erstellt. Bei der vorliegenden kumulativen Dissertation handelt es sich um eine verkürzte Darstellung der Forschungsergebnisse. Die ausführlichen Ergebnisse wurden bereits in der Fachzeitschrift 'Rapid Communications in Mass Spectrometry' veröffentlicht.:VERZEICHNIS DER TABELLEN ................................................................................ 9 VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN ....................................................................... 10 VERZEICHNIS DER ANHÄNGE .............................................................................. 11 VERZEICHNIS DER SYMBOLE UND ABKÜRZUNGEN ............................................. 12 1 EINLEITUNG UND MOTIVATION ....................................................................... 14 2 ZIELSETZUNG UND KONZEPT ............................................................................ 16 3 THEORETISCHE EINFÜHRUNG .......................................................................... 18 3.1 Stickstoff in der Umwelt ........................................................................................ 18 3.2 Ammonium und Nitrat im Stickstoffkreislauf ........................................................... 18 3.3 Einflussfaktoren auf die Prozesse des Stickstoffkreislaufs ....................................... 21 3.4 Isotopenanalytik in den Umweltwissenschaften ...................................................... 22 3.4.1 Definition stabiler Isotope ................................................................................................... 22 3.4.2 Isotopieeffekte und Fraktionierung .................................................................................... 24 3.4.3 Delta-Notation ....................................................................................................................... 25 3.4.4 Fraktionierungs- und Anreicherungsfaktor ....................................................................... 28 3.5 Analyse stabiler Isotope mittels Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie ................. 29 3.5.1 Allgemeine Informationen ................................................................................................... 29 3.5.2 Massenspektrometer ............................................................................................................ 29 3.5.3 Analyse stabiler Isotope mittels Elementaranalysator-Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie-Kopplung (EA-IRMS) ...................................................................... 31 3.5.4 Analyse stabiler Isotope mittels GasBench II – IRMS ..................................................... 33 3.6 Ammonium und Nitrat im Kontext stabiler Isotope .................................................. 34 4 PROBENAUFBEREITUNGSMETHODEN ............................................................... 37 4.1 Bedeutung der Probenaufbereitung ....................................................................... 37 4.2 Probenaufbereitung für die δ15N-Isotopenanalyse von gelöstem NH4+ ....................... 37 4.2.1 Destillationsmethode ............................................................................................................ 37 4.2.2 Quecksilberfällung ................................................................................................................ 37 4.2.3 Diffusionsmethode ................................................................................................................ 38 4.2.4 Kationenaustausch................................................................................................................ 39 4.2.5 Fällung von Ammonium mittels Tetraphenylborat ........................................................... 39 4.2.6 Weitere Methoden ................................................................................................................ 40 4.3 Zusammenfassung der Probenaufbereitungsmethoden für die δ15N-Isotopenanalyse von gelöstem NH4+ ............................................................................................... 40 4.4 Probenaufbereitung für die δ15N- und δ18O-Isotopenanalyse von gelöstem NO3− ........ 41 4.4.1 Reduktionsmethoden ........................................................................................................... 41 4.4.2 Denitrifizierermethode ......................................................................................................... 41 4.4.3 Silbernitratfällung.................................................................................................................. 42 4.4.4 Bariumnitratfällung ............................................................................................................... 43 4.5 Zusammenfassung der Probenaufbereitungsmethoden für die δ15N- und δ18O-Isotopenanalyse von gelöstem NO3- ....................................................................... 43 5 ÜBERBLICK DER DURCHGEFÜHRTEN STUDIEN ................................................ 44 5.1 δ15N-Analyse von Ammonium in gefriergetrockneten, natürlichen Grundwasserproben durch Fällung mit Natriumtetraphenylborat ............................................................ 44 5.2 Weiterführende Optimierung der Denitrifizierermethode für die schnelle 15N und 18O-Analyse von Nitrat in natürlichen Wasserproben ..................................................... 44 5.3 Beispielhafte Identifizierung von Nitrifikation und Sorptionsprozessen von Ammonium als Feldstudie ...................................................................................................... 45 6 DISKUSSION UND AUSBLICK ............................................................................ 47 7 DANKSAGUNG ................................................................................................... 50 8 LITERATURVERZEICHNIS ................................................................................. 51 ANHANG ............................................................................................................... 61 / This thesis provides a method to identify the transformation of the nitrogen species ammonium and nitrate in polluted aquifers by analyzing the isotope ratios N-15 and O-18. Various preparation methods already exist, but are either labor intensive or time consuming and are therefore related with considerable costs. To achieve a broader applicability in environmental sciences, two simplified methods for the N-15 and O-18 stable isotope analysis of ammonium and nitrate in water were developed in this thesis. On the one hand, a precipitation method using sodium tetraphenylborate for the sample preparation of the N-15 isotope analysis for ammonium was modified, tested and validated. So far no studies could verify the applicability of this method for analysis of water samples containing ammonium. Therefore, the method was optimized for applicability to water samples, especially natural groundwater samples within this thesis. On the other hand, a common processing method for dissolved nitrate was optimized. The preparation and working time of the denitrification method was shortened without negatively affecting the accuracy of the measurement. For this purpose, two existing variants of the method were combined and modified. Furthermore, an exemplary field study was carried out to test the suitability of the preparation methods for process identification. A study area southeast of Berlin (Germany) containing an aquifer massively contaminated with ammonium served as a model location. Inside the area, the so-called BIOXWAND process, an in-situ process whereby oxygen is injected directly into the aquifer to promote nitrification, was developed and applied to the aquifer in terms of remediation. For isotope-based process identification, groundwater samples were taken twice a year from 2016 to 2019 from the BIOXWAND inflow and outflow and analyzed using the preparation methods developed. An analytical model was created for process identification.:VERZEICHNIS DER TABELLEN ................................................................................ 9 VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN ....................................................................... 10 VERZEICHNIS DER ANHÄNGE .............................................................................. 11 VERZEICHNIS DER SYMBOLE UND ABKÜRZUNGEN ............................................. 12 1 EINLEITUNG UND MOTIVATION ....................................................................... 14 2 ZIELSETZUNG UND KONZEPT ............................................................................ 16 3 THEORETISCHE EINFÜHRUNG .......................................................................... 18 3.1 Stickstoff in der Umwelt ........................................................................................ 18 3.2 Ammonium und Nitrat im Stickstoffkreislauf ........................................................... 18 3.3 Einflussfaktoren auf die Prozesse des Stickstoffkreislaufs ....................................... 21 3.4 Isotopenanalytik in den Umweltwissenschaften ...................................................... 22 3.4.1 Definition stabiler Isotope ................................................................................................... 22 3.4.2 Isotopieeffekte und Fraktionierung .................................................................................... 24 3.4.3 Delta-Notation ....................................................................................................................... 25 3.4.4 Fraktionierungs- und Anreicherungsfaktor ....................................................................... 28 3.5 Analyse stabiler Isotope mittels Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie ................. 29 3.5.1 Allgemeine Informationen ................................................................................................... 29 3.5.2 Massenspektrometer ............................................................................................................ 29 3.5.3 Analyse stabiler Isotope mittels Elementaranalysator-Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie-Kopplung (EA-IRMS) ...................................................................... 31 3.5.4 Analyse stabiler Isotope mittels GasBench II – IRMS ..................................................... 33 3.6 Ammonium und Nitrat im Kontext stabiler Isotope .................................................. 34 4 PROBENAUFBEREITUNGSMETHODEN ............................................................... 37 4.1 Bedeutung der Probenaufbereitung ....................................................................... 37 4.2 Probenaufbereitung für die δ15N-Isotopenanalyse von gelöstem NH4+ ....................... 37 4.2.1 Destillationsmethode ............................................................................................................ 37 4.2.2 Quecksilberfällung ................................................................................................................ 37 4.2.3 Diffusionsmethode ................................................................................................................ 38 4.2.4 Kationenaustausch................................................................................................................ 39 4.2.5 Fällung von Ammonium mittels Tetraphenylborat ........................................................... 39 4.2.6 Weitere Methoden ................................................................................................................ 40 4.3 Zusammenfassung der Probenaufbereitungsmethoden für die δ15N-Isotopenanalyse von gelöstem NH4+ ............................................................................................... 40 4.4 Probenaufbereitung für die δ15N- und δ18O-Isotopenanalyse von gelöstem NO3− ........ 41 4.4.1 Reduktionsmethoden ........................................................................................................... 41 4.4.2 Denitrifizierermethode ......................................................................................................... 41 4.4.3 Silbernitratfällung.................................................................................................................. 42 4.4.4 Bariumnitratfällung ............................................................................................................... 43 4.5 Zusammenfassung der Probenaufbereitungsmethoden für die δ15N- und δ18O-Isotopenanalyse von gelöstem NO3- ....................................................................... 43 5 ÜBERBLICK DER DURCHGEFÜHRTEN STUDIEN ................................................ 44 5.1 δ15N-Analyse von Ammonium in gefriergetrockneten, natürlichen Grundwasserproben durch Fällung mit Natriumtetraphenylborat ............................................................ 44 5.2 Weiterführende Optimierung der Denitrifizierermethode für die schnelle 15N und 18O-Analyse von Nitrat in natürlichen Wasserproben ..................................................... 44 5.3 Beispielhafte Identifizierung von Nitrifikation und Sorptionsprozessen von Ammonium als Feldstudie ...................................................................................................... 45 6 DISKUSSION UND AUSBLICK ............................................................................ 47 7 DANKSAGUNG ................................................................................................... 50 8 LITERATURVERZEICHNIS ................................................................................. 51 ANHANG ............................................................................................................... 61

Im Dresdner Großen Garten wurden von jeher Veranstaltungen ausgetragen. Die hieraus resultierenden Schäden lagen und liegen im Kontrast zum Gebot des Substanzerhalts dieses Kulturdenkmals. Eine Untersuchung des historischen Veranstaltungsmanagements zwischen 1870 und 1930 und ihr Umgang mit diversen Großveranstaltungen, analysiert Lösungsansätze für den Umgang mit dem Park und kann auch Antworten auf den aktuellen Nutzungsdruck finden.

Der Moritzburger Fasanengarten gehört zu den letzten in ihrer Grundstruktur erhaltenen Tiergärten des 18. Jahrhunderts. Der Artikel untersucht Quellen zur Aufzucht und Haltung des Geflügels in Moritzburg rund um das dortige Fasanenschlösschen. Vor allem wird die Abfolge diverser Häuser, Pavillons, Gehege und Freigelände, die über 200 Jahre hier immer wieder verändert wurden, rekonstruiert.

Im Vorfeld der Neuanschaffung der Orangenbäumchen wird quellenkundlich untersucht, welche Gestaltungsphasen der Zwingerhof in den letzten 300 Jahren durchlief. Der Artikel untersucht v.a. die Systematik der Aufstellung der vielen Hundert Bäumchen im Dresdner Zwingerhof seit dem 18. Jh., aber auch die Problematik ihrer Überwinterung in einer vor Ort nicht vorhandenen Orangerie.

This doctoral thesis focuses on the built environment of adult day-care centers (ADCs). It presents a mixed-method empirical research on six German ADCs with the purpose of understanding the relationship between their built environment and the spontaneous activities (SAs) of their care recipients with dementia. Field observations, Space Syntax analysis and interviews are the methods of the research. They are used to analyze how the distributions and patterns of the SAs of people with dementia are in relation to the building layout, room function, social density, and spatial visibility and accessibility of the ADCs. The research results suggest that the built environment in ADCs has influence on the distributions of SAs of people with dementia. In terms of building layout, it is revealed that the central space has a gathering effect on the location of SAs. In terms of room function, it is showed that more than 90% of SAs are distributed in the living room, the dining room, and the transition area/corridor. While no correlation is observed between the social density and the SA distribution, significant positive correlations are suggested between the spatial visibility and the SA distribution, as well as the spatial accessibility and the SA distribution. Moreover, furniture location is revealed to have an effect on the SA distribution through influencing the spatial accessibility. The thesis discusses the research findings in comparison with other previous studies. In addition, practical recommendations for design of ADCs for people with dementia are provided with examples and illustrations. / Die vorliegende Dissertation gibt einen Einblick in die architektonischen Merkmale von Tagespflegeeinrichtungen für Senioren. Dazu wurde eine empirische Studie in sechs deutschen Tagespflegeeinrichtungen durchgeführt mit dem Ziel, die Beziehung zwischen gebauter Umwelt und den spontanen Aktivitäten (SAs) von Menschen mit Demenz zu verstehen. Die in der Arbeit verwendeten Methoden waren Feldbeobachtungen, Space Syntax Analysen und Interviews. Dadurch wurden Verteilung und Abläufe der SAs von Menschen mit Demenz in Bezug auf die Grundrissstruktur, Raumfunktionen, soziale Dichte, Blickbeziehung (spatial visibility) und Zugänglichkeit (spatial accessibility) der Tagespflegeeinrichtungen analysiert. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Architektur von Tagespflegeeinrichtungen Einfluss auf die Verteilung von SAs von Menschen mit Demenz hat. In Bezug auf die Grundrissstruktur wird gezeigt, dass ein zentral gelegener Raum eine sammelnde Wirkung auf die Verteilung der SAs hat. Betrachtet man die Abhängigkeit der Raumfunktionen zu den Aktivitäten, so finden diese hauptsächlich (über 90 %) im Wohnzimmer, Esszimmer oder Flurbereich statt. In Bezug auf die soziale Dichte lässt sich keine Abhängigkeit erkennen, wohl aber bei der Analyse der Blickbeziehung (spatial visibility), sowie der Zugänglichkeit (spatial accessibility), hier gibt es eine positive Wechselbeziehung zu der Verteilung von SAs. Darüber hinaus zeigte sich, dass der Standort der Möbel eine Auswirkung auf die SA-Verteilung hat, da diese die Zugänglichkeit (spatial accessibility) beeinflusst wird. Die Arbeit vergleicht und diskutiert die erzielten Forschungsergebnisse mit anderen bisherigen Studien. Praktische Empfehlungen für den Entwurf von Tagespflegeeinrichtungen für Menschen mit Demenz werden anhand von Beispielen und Illustrationen am Ende der Arbeit präsentiert.

Wissenschaftliche Untersuchungen von terrestrischen und aquatischen Ökosystemen erfordern präzise Informationen über die dreidimensionale Struktur des ökologischen Systems. Full-waveform Flugzeuglaserscannerdaten eignen sich hervorragend zur Charakterisierung von Ökosystemen und bilden eine ideale Basis für die vollständige volumetrische Repräsentation der Vegetations- und Gewässerstruktur in einem Voxelraum. Die Voxelattribute werden dabei aus der digitalisierten Wellenform abgeleitet. Jeder emittierte Laserpuls wird von Dämpfungseffekten beeinflusst, die durch Teilreflexionen auf seinem Weg durch die unterschiedlichen Vegetations- oder Wasserschichten entstehen. Dadurch ist die Struktur im unteren Bereich der empfangenen Rohsignale unterrepräsentiert. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten innovativen Methoden zur Analyse von full-waveform Daten ermöglichen die Generierung einer radiometrisch korrigierten Voxelraumrepräsentation. Voraussetzung dafür ist die numerisch stabile Rekonstruktion des effektiven differentiellen Rückstreuquerschnitts mit geeigneten Entfaltungs- und Regularisierungsverfahren. Das Kernstück der Analyse bildet die Beschreibung der Signaldämpfung mit Hilfe geeigneter Modelle. Auf Grundlage dieser Modelle wurden neuartige Korrekturverfahren zur Kompensation der Signaldämpfung erarbeitet, wobei der Korrekturterm direkt aus dem differentiellen Rückstreuquerschnitt abgeleitet wird. Die Grundidee der entwickelten Methode ist das schrittweise Anheben der Signalintensität in Abhängigkeit von der individuellen Historie jedes Laserpulses. Die Resultate der vorliegenden Arbeit tragen dazu bei, die in full-waveform Daten enthaltenen Informationen über die Vegetations- und Gewässerstruktur zugänglich zu machen. Weiterhin zeigen die hier präsentierten Ergebnisse, dass die Limitierungen bestehender Auswertemethoden, welche weitgehend auf die Extraktion diskreter Maxima und die Erzeugung volumetrischer Repräsentationen aus diskreten 3D Punktwolken beschränkt sind, überwunden werden können. / The scientific investigation of terrestrial and aquatic ecosystems requires precise information on the three-dimensional structure of the ecologic system. Full-waveform airborne laser scanner data are an ideal basis for the complete volumetric representation of vegetation and water structure in a voxel space. Due to attenuation effects, caused by partial reflections during the laser pulse propagation through the vegetation or water column, each individual laser pulse echo is significantly modified. As a result, the structure in the lower parts of the vegetation or water column is underrepresented in the digitized waveform. Within this research, novel and innovative methods were developed, which enable the generation of a radiometrically correct voxel space representation. Therefore, a numerically stable reconstruction of the effective differential backscattering cross section utilizing appropriate deconvolution and regularization techniques is required. The essential element of the analysis is the description of the signal attenuation using applicable mathematical models. For this purpose, novel correction methods compensating the signal attenuation based on these models were developed. The correction term is directly derived from the differential backscatter cross section. The basic idea is a gradually increase of the signal amplitudes depending on the individual history of each laser pulse. The results gained in this work contribute to an improved access to the information on vegetation and water structure, contained in full-waveform laser scanner data. Furthermore, it is possible to overcome limitations of existing approaches, which are mainly based on the extraction of discrete maxima.