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A Geographic Information Science Approach to Flood Hazard Assessment: Land Cover/Land Use and Climate Change Perspectives of the Gorganrood Watershed (Iran)

Masoud Minaei

Art der Arbeit

Dissertation

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Geographie)

Betreuer*in

Wolfgang Kainz

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DOI

10.25365/thesis.39696

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30091.00118.984662-1

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

“Geographic Information Science” (GIScience oder GISci) - auf Deutsch „geographische Informationswissenschaft“ – umfasst die technologischen und wissenschaftlichen Bereiche von Geographischen Informationssystemen (GIS), Fernerkundung, Kartographie und räumlicher Statistik. Diese Werkzeuge stellen in der Erforschung von Naturgefahren und hydrologischen Untersuchungen eine wertvolle Methodensammlung dar. Unter den Naturgefahren sind Überflutungen die häufigste und zerstörerischte aller Naturkatastrophen. Das gilt auch für das Einzugsgebiet des Gorganroods im Norden Irans, der für diese Untersuchung als Fallstudie dient. Nachdem durch Unwetter und dazugehörige Schäden nicht nur Menschen sondern auch die Wirtschaft in Leidenschaft gezogen wird, soll das Ziel sein, dies bestmöglich vorherzusagen und versuchen die Auswirkungen zu minimieren. Bodenbedeckung und Bodennutzung (engl. Land Cover Land Use (LCLU)) und klimatische Faktoren haben die größten Auswirkungen auf die hydrologischen Eigenschaften eines Einzugsgebietes. Diese Studie benutzte Daten aus GIScience um die Flächenbeschaffenheit und die klimatische Veränderungen (CC) des Goorganrood Einzugsgebietes näher zu untersuchen. Auch hydrometeorologische Studien in dieser Region hinsichtlich räumlicher und temporärer Einflussnahme wurden herangezogen. Des Weitern wurden Niederschlagmessungen, Temperaturschwankungen (Min., Max., Durchschnitt) und diesbezügliche Trends miteinbezogen. In diesem Zusammenhang und mit Hilfe der örtliche LCLU, wurde eine spezielle LCLU-Karte auf Pixel-Basis und in globaler Form erstellt. Auf diese Karte wurden dann die räumlichen Temperatur-Schwankungen dargestellt und weiter analysiert um das dynamisches Verhalten der LCLU zu bestimmen. Danach wurden die Flut-Charakteristiken aus den Niederschlagsmengen extrahiert und das Verhältnis zwischen diesen Charakteristiken, LCLU und CC wurden statistisch geprüft. Zusätzlich um die LCLU-Auswirkungen genauer zu verstehen, wurden einige SWAT-Modelle auf die LCLU-Karte angewandt. Daraufhin wurden die Minimal-, Maximal- und die Durchschnittswerte der simulierten Werte genauer analysiert. Das Resultat dieser Studie zeigt, dass GIScience eine sehr gute Basis bietet, um die Überflutungsgefahren-Studien zu ergänzen. Es lassen sich die Relation und prozentuelle Aufteilung des LCLU und CC bei jeder Flut bewerten. Mit diesen Daten lassen sich Entscheidungen bei Unwetter und Flutkatastrophen besser treffen. Auch die Vorhersagen solche Katastrophen in den mit dieser Methode untersuchten Regionen wären genauer möglich.

Abstract

(Englisch)

GISci or GIScience as the abbreviation of Geographic Information Science contains the existing technologies and research areas of geographic information systems (GIS), remote sensing, cartography and quantitative spatial analysis that provide a powerful collection for natural hazard studies. In the case of natural hazard and hydrological studies, flood hazards are the most common and destructive of all natural disasters. This fact is also true for the Gorganrood watershed –as our case study- in the Northeast of Iran. Flood as a hazard that cause tremendous losses and social disruption worldwide each year, need to be delineated and identified for possible measures to mitigate potential impacts. To study about the flood, Land Cover Land Use (LCLU) and climate are two most important factors influencing hydrological conditions of watersheds. This study will use GIScience to assess changes of LCLU and climate change (CC) on the hydrological regime of the Gorganrood watershed. To reach to this goal, firstly hydro-meteorological studies were analyzed spatially and temporally. The trends in the precipitation, Max, Min, Mean temperature and discharge series were detected. Then, in the LCLU section the LCLU maps were provided using pixel-based and GEOBIA remote sensing and afterward several spatio-temporal analysis were applied on the maps to know the status and dynamics of LCLU. Afterward, the floods characteristics extracted from discharge series and the relations among these characteristics and LCLU and CC were examined statistically. In addition, to provide deeper knowledge regarding LCLU impacts on runoff series four SWAT model based on LCLU maps were constructed. Afterward, the Minimum, maximum and mean of simulated series were analyzed. Results of our study show great ability of GIScience to manage different sections of flood hazards related studies. Finally, the relations and contribution percentages of LCLU and CC in each floods characteristics for each sub-basin were detected. In this regard, this study can be so useful and have a significant role to improve the managers’ decision-making process regarding the floods. It also provided a deep knowledge and base for the flood hazards in the region and related researches in the future.

Autor*innen

Masoud Minaei

Haupttitel (Englisch)

A Geographic Information Science Approach to Flood Hazard Assessment: Land Cover/Land Use and Climate Change Perspectives of the Gorganrood Watershed (Iran)

Publikationsjahr

2015

Umfangsangabe

XVI, 141 S. : Ill., graph. Darst., Kt.

Sprache

Englisch

Beurteiler*innen

Temenoujka Bandrova ,

Milan Konečný

Klassifikation

74 Geographie > 74.48 Geoinformationssysteme

AC Nummer

AC12689952

Utheses ID

35161

Studienkennzahl

UA | 796 | 605 | 452 |

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