Abschlussarbeit. GIS-Modul

Abschlussarbeit GIS-Modul Grund- und Aufbaukurs Geografische Informationssysteme Referentin: Dana Höfer

Thema Rekonstruktion historischer Staudämme in Portugal Am Beispiel der Ruinen römerzeitlicher Staudämme Pisões (Beja) und Fonte Coberta (Lagos) 03. November 2009 Dana Höfer Folie 2

Gliederung der Präsentation Gliederung der Präsentation 1 Vorstellung und Ziele des Projektes 2 Methodisches Vorgehen Datengrundlagen Angewandte Software Arbeitsschritte 3 Ergebnisdarstellung 4 Fazit 03. November 2009 Dana Höfer Folie 3

1 Vorstellung und Zielsetzung 1 Vorstellung und Ziel des Projektes Veranschaulichung der historischen Verhältnisse zur Zeit der intakten Staudämme vor ca. 2000 Jahren 1. Erstellung eines digitalen Geländemodells anhand eigener Datenerhebungen (differentielles GPS) und weiterer Digitalisierungsmethoden 2. Rekonstruktion der möglichen Ausdehnung und Speicherkapazität der historischen Staudämme 03. November 2009 Dana Höfer Folie 4

1 Vorstellung und Zielsetzung 1 Vorstellung und Ziel des Projektes 3. Überprüfung der möglichen Anbindung einer ehemaligen muslimischen Mühle an das römerzeitliche Staudammsystem Pisões Lage der Mühle zum Staudamm Überreste der muslimischen Mühle 03. November 2009 Dana Höfer Folie 5

1 Vorstellung und Zielsetzung 1 Vorstellung und Ziel des Projektes Lage des Untersuchungsgebietes N Portugal 1 Pisões / Beja 2 Fonte Coberta / Lagos 1 2 100 km 03. November 2009 Dana Höfer Folie 6

1 Vorstellung und Zielsetzung 1 Vorstellung und Ziel des Projektes Pisões Lage des Untersuchungsgebietes N Portugal 1 Pisões / Beja 2 Fonte Coberta / Lagos 2 1 1 100 km Römische Siedlungsreste Quelle: GoogleEarth 03. November 2009 Dana Höfer Folie 7

1 Vorstellung und Zielsetzung 1 Vorstellung und Ziel des Projektes Lage des Untersuchungsgebietes N Portugal 1 Pisões / Beja 2 Fonte Coberta / Lagos 1 2 100 km 03. November 2009 Dana Höfer Folie 8

1 Vorstellung und Zielsetzung 1 Vorstellung und Ziel des Projektes Fonte Coberta Lage des Untersuchungsgebietes N Portugal 1 Pisões / Beja 2 Fonte Coberta / Lagos Römischer Staudamm 1 2 2 100 km Quelle: GoogleEarth 03. November 2009 Dana Höfer Folie 9

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Datengrundlagen und Hilfsmittel: Koordinaten der im September 2009 vermessenen Punkte inklusive Höhenangaben in Tabellenform (Lagos: 538, Pisões: 1148) Topographische Karten 1:25.000 Openstreetmap WMS Google Earth Verwendete Software: ArcGIS 03. November 2009 Dana Höfer Folie 10

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Arbeitsschritt I Aufbereitung der Punktmessungsdaten zur Verarbeitung in ArcGIS Georeferenzierung der Scans der topographischen Karten Digitalisierung der Höhenlinien, Höhenpunkte und Fließgewässer der beiden Untersuchungsgebiete Zuweisung der Höhenattribute in der Datenbank 03. November 2009 Dana Höfer Folie 11

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Zwischenergebnis I Digitalisierte Höhenlinien, Fließgewässer, Höhenpunkte und Messpunkte der Untersuchungsgebiete als Shape-Dateien Pisões / Beja Fonte Coberta / Lagos 5 km 1 km 03. November 2009 Dana Höfer Folie 12

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Arbeitsschritt II Umwandlung aller Shape-Dateien mit Hilfe des ArcGIS Werkzeugs Topo to Raster in ein digitales Höhenmodell, in das alle Informationen zur Berechnung einfließen 03. November 2009 Dana Höfer Folie 13

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Zwischenergebnis II Höhenraster der beiden Untersuchungsgebiete Pisões / Beja Fonte Coberta / Lagos 5 km 1 km 03. November 2009 Dana Höfer Folie 14

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Arbeitsschritt III Umwandlung der Höhenraster in hochaufgelöste Höhenlinien-Shape-Dateien mit 0,5m-Höhenlinienabstand Auswahl der Höhenlinie, die maximale Wasserstandshöhe widerspiegelt (in Abhängigkeit von der angenommenen ursprünglichen Dammhöhe) Erstellung eines Polygons durch Digitalisierung der gewählten Höhenlinie mit Damm als Begrenzung 03. November 2009 Dana Höfer Folie 15

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Zwischenergebnis III Potentieller Umriss der Stauseen Pisões / Beja (Ausschnitt) Fonte Coberta / Lagos (Ausschnitt) 500 m 200 m 03. November 2009 Dana Höfer Folie 16

2 Methodisches Vorgehen 2 Methodisches Vorgehen Arbeitsschritt IV Erstellung eines Stauseerasters (unter Verwendung des Raster Calculator, Maskenfunktion Umriss, Klassenneubildung) Flächenberechnung: Produkt aus Pixelanzahl und Pixelgröße ergibt maximale Wasserfläche des Stausees Statistikangaben: Mean in Dateiinformation enthalten (= mittlere Seetiefe) Volumenberechnung: Produkt aus Fläche und Mean ergibt maximale Speicherkapazität des Stausees 03. November 2009 Dana Höfer Folie 17

3 Ergebnisdarstellung 3 Ergebnisdarstellung Staudamm Pisões Mögliche Ausdehnung des Stausees unter heutigen Bedingungen (Geländeoberfläche) 03. November 2009 Dana Höfer Folie 18

3 Ergebnisdarstellung 3 Ergebnisdarstellung Staudamm Pisões Berechnungen: Wasserfläche: ~ 38500 m² (0,04 km²) Speicherkapazität: ~ 46200 m³ (462000 hl) 03. November 2009 Dana Höfer Folie 19

3 Ergebnisdarstellung 3 Ergebnisdarstellung Staudamm Pisões Anbindung der muslimischen Mühle an das Staudammsystem bei voller Auslastung der Speicherkapazität ist anzunehmen 03. November 2009 Dana Höfer Folie 20

3 Ergebnisdarstellung 3 Ergebnisdarstellung Staudamm Fonte Coberta (Lagos) Mögliche Ausdehnung des Stausees unter heutigen Bedingungen (Geländeoberfläche) Wasserfläche: ~ 10700 m² (0,01 km²) Speicherkapazität: ~ 12650 m³ (126500 hl) 03. November 2009 Dana Höfer Folie 21

3 Ergebnisdarstellung 3 Ergebnisdarstellung Staudamm Fonte Coberta (Lagos) Problematik: Veränderung der ursprünglichen Topographie durch Strassenneubau 03. November 2009 Dana Höfer Folie 22

4 Fazit 4 Fazit Zielsetzung erreicht? 1. Erstellung eines digitalen Geländemodells 2. Rekonstruktion der möglichen Ausdehnung und Speicherkapazität der historischen Staudämme 3. Überprüfung der möglichen Anbindung einer ehemaligen muslimischen Mühle an das römerzeitliche Staudammsystem Pisões 03. November 2009 Dana Höfer Folie 23

4 Fazit 4 Fazit Diskussion relativ kleine Stauseen Versorgung kleiner Siedlungen gewährleistet bei schlechter Unterhaltung der Staudämme rasche Verfüllung verbunden mit Aufgabe der zugehörigen Siedlung möglich kulturelle Veränderungen Auswirkung auf Staudammsystem? 03. November 2009 Dana Höfer Folie 24

4 Fazit 4 Fazit Diskussion Betrachtung der heutigen Situation! Oberflächenverhältnisse vor 2000 Jahren definitiv anders!!! Erosion und Sedimentation hat Geländeoberfläche verändert Modellierung der Sedimentation über 2000 Jahre notwendig zusätzliche Untersuchungen! (Sedimentationsraten, Staudamm als Sedimentfalle etc.) Änderungen der Berechnungen machen sich wahrscheinlich weniger in der Fläche als im Volumen bemerkbar 03. November 2009 Dana Höfer Folie 25

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 03. November 2009 Dana Höfer Folie 33