Υδρολογική μοντελοποίηση με Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών ( GIS ) στην αρχαιολογία: παράδειγμα από τις απαρχές της άρδευσης στην Υεμένη
Από RemoteSensing Wiki
Η προσβασιμότητα και η διαχείριση υδατικών πόρων έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη κοινωνιών σε ολόκληρο την αρχαίο κόσμος. Οι πρόσφατες εξελίξεις στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) και οι τηλεπισκοπικές τεχνολογίες προσφέρουν ισχυρά εργαλεία για την ανάλυση της υδατικής ροής, απαραίτητη στην κατανόηση και αναπαράσταση συστημάτων άρδευσης και διαχείρισης των υδάτων.
Οι αρχαίες αρδευτικές τεχνολογίες στην Νοτιοδυτική Αραβία, ήταν από τις πιο αναπτυγμένες, με ιστορία εκατοντάδων ετών. Το αναφερόμενο άρθρο αξιοποιεί δορυφορικές εικόνες Digital Elevation Model (DEM) και GIS υδρολογική μοντελοποίηση για την λεκάνη απορροής Wadi Sana του Κυβερνείου Hadramawt , Υεμένη. Τα αποτελέσματα απεικονίζουν ένα από τα τοπικά πλαίσια μέσα στα οποία η άρδευση αναπτύχθηκε και χρησιμεύσει ως παράδειγμα για την εφαρμογή παρόμοιων μεθόδων σε άλλες περιοχές.
Πίνακας περιεχομένων |
Εισαγωγή
Η σημασία της χωρικής κατανομής των κατακρημνίσεων και των υδατικών ροών στην επιλογή εγκατάστασης από τα αρχαία κράτη έχει αναγνωριστεί στην αρχαιολογία. Με τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) ενισχύθηκε η έρευνα στην αρχαία χρήση των υδατικών πόρων, αλλά και, ευρύτερα, στην αποκάλυψη του τρόπου που η αρχαίοι αντιλαμβάνονταν το περιβάλλον. Η έρευνα των αρχαίων συστημάτων άρδευσης περιλαμβάνει υδρολογική και γρωμορφολογική μελέτη, ώστε να εξακριβωθούν οι λειτουργικές απαιτήσεις και η μακροπρόθεσμη ανάπτυξη των τεχνολογιών τους.
- Αντικείμενο έρευνας
- Oι μεθοδολογίες εξαγωγής του ψηφιακοού μοντέλου εδάφους (DEM: Digital Elevation Model) και του GIS μοντέλου ροής, όπως χρησιμοποιήθηκαν στην μελέτη της μικρής- κλίμακας άρδευσης της λεκάνης απορροής Wadi Sana, του Κυβερνείου Hadramawt στην Υεμένη. Στο κεντρικό τμήμα της αναγνωρίστηκαν 174 αρχαίες κατασκευές αρδευτικής διευθέτησης, δύο βασικών τύπων:
- κανάλια εκτροπής, που ανακατεύθυναν την απορροή
- φράγματα ελέγχου, που επιβράδυναν τη ροή, ώστε να κορεστούν τα καλλιεργήσιμα εδάφη
Mέθοδος
Ψηφιακό μοντέλο εδάφους
Χρησιμοποιώντας, από το ραδιόμετρο ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), 4 δορυφορικές εικόνες, χωρικής ανάλυσης 15m, δύο που που κατοπτεύουν στο ναδίρ (3Ν ) και δύο που κατοπτεύει προς τα πίσω (3Β), αποδόθηκε στερεοσκοπική κάλυψη επιφάνειας, συνολικά, εμβαδού 60 km x 120 km, με σύνδεση κατά τη διεύθυνση της τροχιάς (along- track). Για τη δημιουργία του DEM από στερεοζεύγη εικόνων ASTER χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις 64 φωτοσταθερών σημείων στο πεδίο (GCPs: Ground Control Points), με τη βοήθεια του παγκόσμιου συστήματος προσδιορισμού θέσης (GPS: Global Positioning System), και 43 σημεία σύνδεσης (TPs: Tie Points). Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ήταν το Orthoengine της PCI Geomatics δημιουργώντας επιπολικά ζεύγη. Το παραγώμενο DEM επεξεργάστηκε μειώνοντας θόρυβο (noise removal) και ανωμαλίες αναγλύφου με μέσα και Gaussian φίλτρα.
Υδρολογικό Μοντέλο
Η απορροή μοντελοποιείται, βασιζόμενοι στην τοπογραφία, ορίζοντας κατεύθυνση από τα υψηλότερα στα χαμηλότερα DEM σημεία. ́Ενα διάνυσμα του δικτύου των καναλιών ̈έκαψε’ το αρχικό DEM , εξομαλύνοντάς το και παράγοντας ένα ̈Σύμφωνο’ DEM . Στη συνέχεια, η υδατική ροή καθορίστηκε με χρήση του (8-direction pour point μοντέλου.
Συμπεράσματα
Τα στατιστικά αποτελέσματα δείχνουν στρατηγική τοποθέτηση και έξυπνο σχεδιασμό των μικρής- κλίμακας αρδευτικών συστημάτων. Στόχευαν στις χαμηλής- ενέργειας ροές, κατά μήκος των ορίων του wadi , παρά στην κύρια ροή όπου οι κατασκευές θα καταστρέφονταν από πλημμύρες.
Αρθρογραφία
M. J. Harrower. Geographic information systems (gis) hydrological modeling in archaeology: an example from the origins of irrigation in southwest arabia (yemen). Journal of Archaeological Science, 37(7):1447 – 1452, 2010. ISSN 0305-4403. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jas.2010.01.004.
