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FORSCHUNGSBERICHT 1996-1998


 

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Graduiertenkolleg: Das Relief - eine strukturierte und veränderliche Grenzfläche

Graduiertenkolleg: Das Relief - eine strukturierte und veränderliche Grenzfläche

Allgemeine Angaben:
Geographisches Institut , Meckenheimer Allee 166 , 53115 Bonn , Telefon: 0228 / 73-7234 , Telefax: 0228 / 73-9099 , eMail: rdikau@slide.giub.uni-bonn.de , WWW: http://slide.giub.uni-bonn.de/Kolleg/

Sprecher:
Prof. Dr. Richard Dikau

Projektleiter / Beteiligte Hochschullehrer
Dr. G. Braun
Dr. M. Breunig
Prof. Dr. J. Buhmann
Prof. Dr. A.B. Cremers
Prof. Dr. B. Diekkrüger
Prof. Dr. W. Förstner
Prof. Dr. M. Griebel
Prof. Dr. H.-P. Helfrich
Dr. S. Hergarten
Prof. Dr. G. Menz
Prof. Dr. H. Neugebauer
Dr. Hermann Ölfisch
Prof. Dr. C. Simmer
Prof. Dr. A. Skowronek
Prof. Dr. M. Winiger

Stipendiaten
Dipl.-Geogr. Johannes Brinkmann
Dipl.-Math. Christoph Bürvenich
Dr. Martin Dehn
Dipl.-Geogr. Peter Gasper
Dipl. Math. Marc Hannappel
Dipl.-Geogr. Michael Herbst
Dipl.-Geogr. Bianca Hörsch
Dipl.-Geogr. Tilo Keller

Projektbereiche und Teilprojekte:
Teilprojekt A: Relieferfassung, -speicherung und -darstellung
A1 Datenbereitstellung über den SFB 350 (Förstner)
A2 Algorithmen zur Datenspeicherung und -darstellung (Griebel)
A3 Realistische Wiedergabe (Rendering) des Reliefs (Menz, Winiger)
A4 Objektorientierte Datenmodellierung der Reliefstrukturen - Verwaltung von 3D/4D- Daten (Cremers, Breunig, Dikau)
Teilprojekt B: Parameterisierung der Reliefstruktur
B1 Semantische geomorphometrische Strukturdefinition (Dikau, Cremers, Breunig)
B2 Reliefanalyse durch Multilevel-Verfahren (Griebel, Helfrich)
B3 Verfahren der nichtlinearen Diffusion zur Ableitung von Digitalen Höhenmodellen und Bestimmung von geomorphometrischen Eigenschaften (Helfrich, Griebel)
B4 Mustererkennung von Reliefstrukturen (Buhmann, Menz)
B5 Regionalisierung von Struktureigenschaften des Reliefs (Dikau)
Teilprojekt C: Reliefstruktur als Produkt und Regler von Prozessen
C1 Zusammenhänge zwischen Relief und Vegetationsverbreitung (Braun, Winiger)
C2 Reliefstruktur: Bodenverbreitung und hydrologischer Prozeß (Diekkrüger, Skowronek)
C3 Strukturbezogene Elemente des Regionalklimas (Simmer, Winiger)
C4 Reliefstruktur: Substratgenese und Bodenverbreitung (Skowronek, Hergarten)
C5 Zeitliche Veränderung von Struktureigenschaften des Reliefs (Hergarten, Neugebauer, Dikau)

Forschungsprogramm
Struktur und Lehrprogramm: Das Hauptziel des Graduiertenkollegs besteht in der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Das Lehrprogramm basiert auf einer Integration der im Forschungsprogramm beschriebenen Themenbereiche unterschiedlicher Fachgebiete. Das Studienprogramm besteht aus einer Vorlesungsreihe, die gemeinsam von den beteiligten Hochschullehrern veranstaltet wird. Die Vorlesungsinhalte sind so konzipiert, dass sie sukzessive von der Erarbeitung gemeinsamer Grundlagen zu neuesten Forschungsergebnissen der Teildisziplinen übergehen. Damit bieten sie Leitlinien für die Vertiefung und Spezialisierung der auf 3 Jahre angelegten Promotionsvorhaben. Daneben findet ein wöchentliches Seminar der Kollegiaten statt, das auf die technisch-methodischen Belange der Doktorandenausbildung abzielt. Abgerundet wird das Ausbildungsprogramm durch halbjährlich stattfindende Klausurtagungen, die breiten Raum für Diskussion bieten. Die Ausbildung zielt darauf ab, Dissertationen auf Basis einer interdisziplinär vertieften Sachkenntnis hervorzubringen, die der Thematik gerecht werden und international Anerkennung finden sollen.

Forschungsfragen Das Relief stellt die Grenzfläche zwischen der Atmosphäre/Hydrosphäre und der Pedosphäre/Lithosphäre dar. Es tritt als räumliches Kontinuum auf, dessen Habitus das Ergebnis der Wirkung an der Grenzfläche operierender Prozesse unterschiedlicher zeitlicher und räumlicher Skalen ist. Das Relief besitzt damit einen dualen Charakter. Es ist einerseits das Produkt der Prozeßgeschichte (Reliefgenese) und andererseits ein Regler in der Auslösung und Steuerung der Ausdehnung und Dynamik rezenter Prozesse. Prozesse in Grenzflächensystemen sind in starkem Maße von der räumlichen Charakteristik der Komponenten des Systems abhängig. Die Empirie zeigt, daß diese Komponenten auf allen räumlichen Skalen des Reliefs in strukturierten Anordnungen vorherrschen. Es kann somit da von ausgegangen werden, daß formbildende und -verändernde Prozesse varianter Zeitskalen eher zu strukturierten Gefügen der Grenzfläche führen als zu zufallsbedingten Mustern. Weiter kann beobachtet werden, daß das strukturelle Gefüge des Reliefs in entscheidendem Maße ein Parameter für an der Grenzfläche wirkende Prozesse und damit für die räumliche Differenzierung von Geofaktoren darstellt. Unter diesen Gesichtspunkten stellt das Graduiertenkolleg die Struktur des Reliefs in den Mittelpunkt des Forschungsprogrammes. Die Reliefstruktur soll unter aufeinander abgestimmten Gesichtspunkten untersucht werden. Da das Kolleg in starkem Maße auf rechnergestützte Verfahren und Methoden zurückgreift, wird die digitale Relieferfassung und -analyse die Basis für die Erreichung des Hauptzieles legen. Diese Forschungsschwerpunkte werden von Arbeiten begleitet sein, die das Ziel haben, das Relief und seine Strukturierung unter theoretischen und semantischen Gesichtspunkten zu charakterisieren und Grundlagen für objektorientierte Datenmodelle des Reliefs zu entwickeln. Ein weiteres Ziel des Graduiertenkollegs besteht in Untersuchungen zum Einfluß des Reliefs und seiner Struktur auf aktuelle Prozesse der Vegetationsentwicklung, auf oberflächliche und oberflächennahe Wasserflüsse sowie auf die Entwicklung des Regionalklimas und der Böden. Unter genetischen Gesichtspunkten liegen die Ziele des Graduiertenkollegs in der Untersuchung der Bildung von Lockersedimentdecken und nacheiszeitlichen Böden sowie der langzeitigen Entwicklung geomorphologischer Grundformen. Die Reliefdarstellung sowie die Modellierung reliefbezogener Prozesse bilden enge Bezüge zu den Arbeiten und den Untersuchungsgebieten des Sonderforschungsbereiches 350. Während im Sonderforschungsbereich die Prozesse der Troposphäre und der Tektosphäre in ihrem Zusammenwirken im Vordergrund stehen, konzentriert sich das geplante Graduiertenkolleg auf die Informationen, die in der Struktur des Reliefs selbst liegen. Hier soll versucht werden, den Informationsgehalt der Struktur zu ermitteln, zu parameterisieren und Veränderungen sowie Einflußnahme über die zeitliche Entwicklung zu verfolgen. Damit werden enge Verbindungen zum Sonderforschungsbereich über die komplementäre Zielsetzung, die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und Daten sowie ergänzende Angebote im Lehrprogamm entwickelt und umgesetzt.
Die für das Graduiertenkolleg ausgewählten Untersuchungsgebiete liegen in Regionen, die unterschiedliche Relieftypen aufweisen (Niederrheinische Bucht, Rheinisches Schiefergebirge, Schweizer Alpen). Diese Regionen dienen als exemplarische Testgebiete, für die Basisdaten in Form Digitaler Höhenmodelle vorliegen. Die Auswahl der Typgebiete erfolgte unter den Gesichtspunkten der hohen Variabiliät des Reliefs (Flachland, Mittelgebirge, Hoch gebirge) sowie der aktuellen Untersuchungsgebiete der Teilprojekte im SFB 350 (Mittelgebirge). Mit den Zielsetzungen, der fachlichen Kompetenz und der Interdisziplinarität der beteiligten Fachdisziplinen kann dem Phänomen der Reliefstruktur und seiner Bedeutung adäquat nachgegangen und ein Beitrag zu einer Thematik geleistet werden, bei der heute in nationalem und internationalem Maßstab erheblicher Forschungsbedarf besteht.


Transfer und Öffentlichkeitsarbeit