Application of archival aerial photogrammetry to quantify climate forcing of alpine landscapes

Recent and future climate change may lead to landscape changes in geomorphic processes and process rates. Such modifications are likely to be widely distributed, making their direct measurement difficult and there are almost no such measurements at decadal intervals. Aerial imagery has been acquired by many national agencies since the 1950s and significant archives remain. Unlocking the information from these data sources is important because their timescale may inform significant unresolved hypotheses regarding the impact of rapid climate change on Alpine environments. However, such photogrammetric applications are challenging because of topographic complexity (including occlusions and large elevation ranges) and variations in image texture. A complete workflow is described from raw data to the treatment and interpretation of results. This is applied to imagery of Val d'Héréns, Switzerland, a landscape containing an assemblage of glacial, periglacial, hillslope and fluvial landforms across a height range of 1800 to 3600 m from the 1960s to the present. These changes reveal important characteristics of landscape scale erosion and deposition at the decadal scale. Résumé Les changements climatiques récents et à venir peuvent conduire à des changements dans la morphologie des paysages. Cependant, ces modifications sont susceptibles d'avoir une distribution très étendue ce qui rend difficile leur mesure directe localement, et ces mesures ne sont généralement pas disponibles à des cadences décennales. Des images aériennes ont pourtant été acquises par de nombreuses agences nationales depuis les années 1950 et des archives importantes subsistent. Ils est important de libérer les informations provenant de ces sources de données, car leur échelle de temps permet de vérifier des hypothèses non confirmées concernant l'impact d'un changement climatique rapide sur les environnements alpins. Cependant, des applications photogrammétriques de cet type sont confrontées à la complexité de la topographie (notamment les occlusions et les grandes dénivellations) et aux variations de la texture des images. Une chaîne complète de traitement est décrite, depuis les données brutes jusqu’à l'interprétation des résultats. Elle est appliquée à des images de Val d'Héréns, en Suisse, un paysage contenant un ensemble de reliefs glaciaires, périglaciaires, collinaires et fluviaux à des altitudes de 1800 à 3600 m, depuis les années 1960 à nos jours. Ces changements révèlent des caractéri