Göteborgs universitet
Institutionen för geovetenskaper
Avd Naturgeografi
Gustaf Nelhans
September 1998

(Mycket kort) Plan för X-jobb

Titel: Fraktal analys som verktyg att med kvantitativ metod avgränsa geomorfologiska landskapsregioner.

Bakgrund: Geomorfologiska landskapsregioner avgränsas i allmänhet med utgångspunkt i vilken process och vid vilken tid området utvecklat sin nuvarande form. 
Dessa processer kan innefatta erosion (och olika stadier i erosionscykeln), deposition, uplift eller glacial omvandling…

Normalt utförs detta arbete genom att landskapet tolkas:
1. utifrån topografiska kännetecken från kartmaterial, flyg- eller satellitbilder, 
2. mha statistisk metod att utifrån punktvis uppsamlade data interpolera en yta -geostatistik eller 
3. genom andra kvalitativa metoder.

En alternativ metod för att beskriva, karakterisera och avgränsa geomorfologiska landskapsregioner är fraktal analys (Gao & Xia, 1996; Klinkenberg & Goodchild, 1992). Fraktaler är den grafiska representationen av vissa typer av matematiska formler som genererats ur kaosteorin. Ett viktigt begrepp inom kaosteorin är självrepresentation. En sann fraktal är skaloberoende. Detta innebär att oavsett i vilken skala bilden ses, kommer identiska företeelser ses. Många naturliga fenomen är sk statistiska fraktaler (Turcotte, 1997). Detta innebär att dess former är approximativt lika i olika skalor, men att det finns begränsningar i skaloberoendet. Ett annat viktigt begrepp, vilket jag ämnar använda i mitt arbete är Fraktal dimension. Detta är en statistisk variant av den euklidiska geometrin som t ex tillåter dimensionsvärdet på en yta att variera mellan 2 och 3. Enligt Euklidisk geometri har en yta 2 dimensioner, x,y. Enligt fraktal dimension bestäms förutom dimensionaliteten, även ytans "råhet". En slät yta har dimensionen 2,0, medan en oregelbunden yta har ett värde -> 2,99, där värdet 3 representerar en 3 dimensionell verklighet.

Metod: Geomorfologiska regioner är påverkade av en eller flera processer, vilka tillsammans ger landskapet ett särpräglat utseende. Olika typer av processer genererar olika råhet, vilket skulle ge att dessa går att avgränsa från varandra utifrån dess typiska fraktala dimension. 
    Denna kvantitativa metod att beskriva landskap har använts med fördel av flera olika forskare. Inriktningen har ibland kallats geomorphometry (Andrle, 1998; Outcalt et. al., 1994), och skall då ses som en återupplivning av en gammal riktning inom geomorfologi, physiography.

Målsättning: Tanken är att utföra denna analys i ett regionalt perspektiv, t ex över södra Sverige och testa metoden mot tidigare utförda indelningar av geomorfologiska regioner (t ex Lidmar-Bergström, 1986). Syftet med arbetet är att utvärdera metoden fraktal analys och möjligheten att med hjälp av fraktal dimension tolka geomorfologiska regioner. I ett framtida perspektiv skulle metoden (om den fungerar) kunna vara ett kraftfullt verktyg att identifiera och avgränsa landskap, samtidigt som den ger en kvantitativ status åt det geomorfologiska verksamhetsområdet. Metoden skulle därmed kunna fungera som förstudie av landskapsformer för ev hypotesprövning inom ett större vetenskapligt arbete.
 

Anförd litteratur:


 

Andrle, R. (1998): The General Geomorphometry Page. Internet: http://www.ucc.uconn.edu/~andrle/geomorph.html. 
Gao, J. & Xia, Z. (1996): Fractals in physical geography. Progress in Physical  Geography, Vol. 20, No. 2, 178-191.
Klinkenberg, B. & Goodchild, M. F. (1992): The fractal properties of topography: A comparison of methods. Earth Surface Processes and Landforms, Vol.17, 219-234.
Lidmar-Bergström, K., (1986): Sveriges relief, plansch. Lantmäteriverket, Gävle.
Outcalt, S. I., Hinkel, K. M. & Nelson, F. E. (1994): Fractal Physiography? Geomorphology, Vol. 11, 91-106.
Turcotte, D. L. (1997): Fractals and Chaos in Geology and Geophysics. Cambridge  University Press, Cambridge.
 

Tillbaks
© Gustaf Nelhans, 980920