Design and Implementation of a QGIS plugin for efficient glacier feature monitoring and reporting

This thesis presents the design and implementation of a QGIS plugin aimed at facilitating glacier monitoring, specifically focusing on the Belvedere Glacier in the Italian Alps. The plugin is designed to streamline and automate essential analysis processes, including elevation and volume change detection, displacement and surface velocity mapping, and the generation of Ground Control Point reports. The motivation behind this work stems from the need to simplify and standardize the data processing workflows that follow annual glacier survey campaigns, enabling wider accessibility to glacier data analysis while reducing the required expertise and time commitment. The methodology consists in integrating geospatial data from Digital Surface Models and Ground Control Point measurements into the QGIS environment, providing a user-friendly interface that supports tasks such as calculating glacier volume changes and applying symbolism to visualize displacement and surface velocity. The plugin's core functionalities—automatic interpolation of glacier surface changes and the creation of standardized monographs for GCPs—were tested using data from the Belvedere Glacier monitoring project, providing an efficient solution for the long-term sustainability of the research program. The results demonstrate the plugin’s ability to significantly reduce the time required to analyze glacier dynamics while ensuring consistent and reliable outputs. In particular, the plugin has proven useful in visualizing trends in glacier displacement, surface velocity, and acceleration. These insights are crucial for understanding the glacier’s response to climate change and evaluating potential hazards like glacier surges or collapses. The plugin’s open-source nature ensures it can be adapted for other glaciers and contexts, making it a versatile tool for the glaciological community. Its application extends beyond research, providing an educational platform for students and a practical tool for professionals in glacier monitoring.

Questa tesi presenta la progettazione e l'implementazione di un plugin per QGIS volto a facilitare il monitoraggio dei ghiacciai, con un approfondimento specifico sul caso studio del Ghiacciaio del Belvedere nelle Alpi italiane. Il plugin è stato progettato per semplificare e automatizzare i processi di analisi essenziali, tra cui il rilevamento delle variazioni di elevazione, la mappatura dello spostamento e della velocità superficiale, e la generazione di monografie di Punti di Controllo (GCP). La motivazione dietro questo lavoro deriva dalla necessità di semplificare e standardizzare i flussi di lavoro di elaborazione dei dati raccolti durante le campagne annuali di rilevamento dei ghiacciai, consentendo una maggiore accessibilità all'analisi dei dati glaciologici e riducendo il livello di competenza richiesto e il tempo necessario. La metodologia prevede l'integrazione di dati geospaziali provenienti da Modelli Digitali di Superficie (DSM) e misurazioni dei GCPs in ambiente QGIS, fornendo un'interfaccia intuitiva che supporta attività come il calcolo delle variazioni di volume del ghiacciaio e l'applicazione della simbologia per visualizzare lo spostamento e la velocità superficiale. Le funzionalità principali del plugin—il calcolo automatico delle variazioni della superficie del ghiacciaio e la produzione di monografie standardizzate per i GCP—sono state testate utilizzando dati del progetto di monitoraggio del Ghiacciaio del Belvedere, offrendo una soluzione efficiente per il monitoraggio e l'analisi glaciologica a lungo termine. I risultati dimostrano la capacità del plugin di ridurre significativamente il tempo necessario per analizzare la dinamica dei ghiacciai, garantendo al contempo risultati e prodotti finali coerenti e affidabili. In particolare, il plugin si è rivelato utile per visualizzare le tendenze di spostamento del ghiacciaio, velocità superficiale e accelerazione. Questi strumenti sono cruciali per comprendere la risposta del ghiacciaio ai cambiamenti climatici e valutare potenziali rischi, come le ondate o i collassi glaciali. La natura open-source del plugin garantisce che possa essere adattato ad altri ghiacciai e contesti, rendendolo uno strumento versatile per la comunità glaciologica. La sua applicazione si estende oltre la ricerca, fornendo una piattaforma educativa per gli studenti e uno strumento pratico per i professionisti del monitoraggio dei ghiacciai.