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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:hebis:77-16014
URL: http://ubm.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2008/1601/

Applications of remote sensing and geographic information systems in geomorphological studies: Safaga - El Quseir area, Red Sea coast, Egypt as an example

Badawy, Moawad

pdf-Format:
Dokument 1.pdf (16.687 KB)


Freie Schlagwörter (Deutsch): Ägypten, Fernerkundung, GIS, Rotes Meer
Freie Schlagwörter (Englisch): Egypt, Remote Sensing, GIS, Red Sea
Fachbereich: 09: Chemie, Pharmazie und Geowissenschaft
DDC-Sachgruppe: 500 - Naturwissenschaften
DDC-Sachgruppe: 550 - Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: 004 - Informatik
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Englisch
Jahr: 2008
Publikationsdatum: 17.03.2008
Inhaltszusammenfassung auf Deutsch: In den letzten drei Jahrzehnten sind Fernerkundung und GIS in den Geowissenschaften zunehmend wichtiger geworden, um die konventionellen Methoden von Datensammlung und zur Herstellung von Landkarten zu verbessern. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Anwendung von Fernerkundung und geographischen Informationssystemen (GIS) für geomorphologische Untersuchungen. Durch die Kombination beider Techniken ist es vor allem möglich geworden, geomorphologische Formen im Überblick und dennoch detailliert zu erfassen. Als Grundlagen werden in dieser Arbeit topographische und geologische Karten, Satellitenbilder und Klimadaten benutzt.

Die Arbeit besteht aus 6 Kapiteln. Das erste Kapitel gibt einen allgemeinen Überblick über den Untersuchungsraum. Dieser umfasst folgende morphologische Einheiten, klimatischen Verhältnisse, insbesondere die Ariditätsindizes der Küsten- und Gebirgslandschaft sowie das Siedlungsmuster beschrieben. Kapitel 2 befasst sich mit der regionalen Geologie und Stratigraphie des Untersuchungsraumes. Es wird versucht, die Hauptformationen mit Hilfe von ETM-Satellitenbildern zu identifizieren. Angewandt werden hierzu folgende Methoden: Colour Band Composite, Image Rationing und die sog. überwachte Klassifikation. Kapitel 3 enthält eine Beschreibung der strukturell bedingten Oberflächenformen, um die Wechselwirkung zwischen Tektonik und geomorphologischen Prozessen aufzuklären. Es geht es um die vielfältigen Methoden, zum Beispiel das sog. Image Processing, um die im Gebirgskörper vorhandenen Lineamente einwandfrei zu deuten. Spezielle Filtermethoden werden angewandt, um die wichtigsten Lineamente zu kartieren. Kapitel 4 stellt den Versuch dar, mit Hilfe von aufbereiteten SRTM-Satellitenbildern eine automatisierte Erfassung des Gewässernetzes. Es wird ausführlich diskutiert, inwieweit bei diesen Arbeitsschritten die Qualität kleinmaßstäbiger SRTM-Satellitenbilder mit großmaßstäbigen topographischen Karten vergleichbar ist. Weiterhin werden hydrologische Parameter über eine qualitative und quantitative Analyse des Abflussregimes einzelner Wadis erfasst. Der Ursprung von Entwässerungssystemen wird auf der Basis geomorphologischer und geologischer Befunde interpretiert. Kapitel 5 befasst sich mit der Abschätzung der Gefahr episodischer Wadifluten. Die Wahrscheinlichkeit ihres jährlichen Auftretens bzw. des Auftretens starker Fluten im Abstand mehrerer Jahre wird in einer historischen Betrachtung bis 1921 zurückverfolgt. Die Bedeutung von Regentiefs, die sich über dem Roten Meer entwickeln, und die für eine Abflussbildung in Frage kommen, wird mit Hilfe der IDW-Methode (Inverse Distance Weighted) untersucht. Betrachtet werden außerdem weitere, regenbringende Wetterlagen mit Hilfe von Meteosat Infrarotbildern. Genauer betrachtet wird die Periode 1990-1997, in der kräftige, Wadifluten auslösende Regenfälle auftraten. Flutereignisse und Fluthöhe werden anhand von hydrographischen Daten (Pegelmessungen) ermittelt. Auch die Landnutzung und Siedlungsstruktur im Einzugsgebiet eines Wadis wird berücksichtigt. In Kapitel 6 geht es um die unterschiedlichen Küstenformen auf der Westseite des Roten Meeres zum Beispiel die Erosionsformen, Aufbauformen, untergetauchte Formen. Im abschließenden Teil geht es um die Stratigraphie und zeitliche Zuordnung von submarinen Terrassen auf Korallenriffen sowie den Vergleich mit anderen solcher Terrassen an der ägyptischen Rotmeerküste westlich und östlich der Sinai-Halbinsel.
Inhaltszusammenfassung auf Englisch: During the last three decades remote sensing and GIS have become increasingly important tools for improving the conventional methods of data collection and map production in geosciences. The present work represents an endeavour of applying remote sensing and geographic information systems (GIS) in geomorphological studies. Several objectives form the main scope of the study of which assessing the capability of using and integration of remote sensing and geographic information systems to discern the main geomorphologic units is the most important one. To fulfil these objectives, different data and methods are used.

The thesis consists of six chapters, chapter one manifests the general setting of the study area. It illuminates the main morphological units and reveals the foremost aspects of the area such as climatic conditions, aridity indices, coastal environment, and cultural manifestations. Chapter two signifies types and ages of the litho-stratigraphy and the regional structure. Several attempts are achieved to discriminate the main rock formations from the ETM+ image such as colour band composite, image ratioing, and supervised classification. Chapter three is concerned with structural landforms to clarify the interaction between tectonics and geomorphic processes. Within this chapter a variety of advanced methods of image processing are applied for mapping and detecting lineaments. Directional and non-directional spatial filters are widely applied to reveal the main linear features. Chapter four comes as an attempt to signify a standard method for automation extraction of drainage networks from the processed SRTM images. The study discusses the validity and competence of extracting such small-scale drainage networks from the SRTM image in comparison with topographic maps. Hydrological significances are also argued via qualitative and quantitative analysis of the drainage systems. Chapter five presents an assessment of flash floods and vulnerability analysis. Probability of annual occurrence and return period are computed in a historical framework since 1921. Rain deep over the Red Sea Terrain is interpolated using IDW (Inverse Distance Weighted) method and it is involved in estimating probable runoff. The study pointing out the synoptic weather pattern leads to torrential rain based on METEOSAT infrared images for the period 1990-1997. Flood potentiality is assessed using some hydro-morphometric parameters and flood magnitude is weighted as a function of flood potentiality, runoff characteristics, and human interferences. Eventually, chapter six is interested in distinguishing the coastal forms such as coastal cliffs and wave-cut platforms, depositional, submerged and submarine forms, and the raised coral terraces and their relative ages in comparison with different locations along the Egyptian Red Sea Coast.