Abstract - THE REMOTE-SENSING FOR GEOMORPHOLOGICAL AND GEOARCHAEOLOGICAL STUDIES IN ARID ZONES
This work deals with satellite data interpretation in order to detect geomorphological features in arid and semiarid areas. Particular attention is given to palaeofluvial traces. The studies cover three places with archaeological evidences useful to date the palaeoenvironmental changes.
Wadi Tanezzuft in south-western Libya is a good example of hyperarid environment due to the tropical high pressure. The landscape shows bare rock, dune fields, wide playas and a long valley bottom filled with palaeofluvial sediments. The absence of vegetation allows using satellite imagery to detect the geological features of the surfaces. The band ratios on multispectral data (Landsat, ASTER) are useful to evidence the presence of some elements such as fine sediment in palaeolakes and alluvium, iron-oxides in palaeodunes and desert varnish more developed on palaeosurfaces. The comparison of images available since the '70s shows the environmental changes in the past 30 years and allows recognizing the active geomorphological elements. The single palaeofluvial bars in the wadi bottom and the branches of the palaeolacustrine deltas can be seen in high resolution imagery (SPOT, PRISM, Ikonos) while the gravel belt representing the palaeoriver's bed is better visible in L-band radar data (PALSAR) even if partially covered by thin aeolian sand sheets. The digital elevation model (SRTM DEM) is used to delimitate the hydrological basin and identify the structural depression where the palaeoriver ended its course.
Thanks to these observation integrated with data collected during the field survey a geomorphological map of Wadi Tanezzuft has been realized. Archaeological sites spatially associate with palaeofluvial traces indicate fluvial activity during the Early-Middle Olocene.
The surroundings of Tell Beydar, in north-eastern Syria, present a semiarid environment with a low relief landscape. The digital elevation model (SRTM DEM) is very useful to detect tells (artificial mounds with archaeological significance) end extract hydrographical network but vertical errors in the DEM can create problems. So, above all, a method to "clean" the DEM with SAGA GIS software is proposed then the comparison with palaeofluvial traces recognized on satellite imagery (SPOT and DOI) allow seeing the improvements brought by the cleaning procedure (--> SRTM DEM destriping with SAGA GIS: consequences on drainage network extraction). The association of tells with the hydrological network indicates the fluvial activity during the Bronze Age.
The Murghab "delta" is a fluvial megafan in south-eastern Turkmenistan. The climate is hyperarid but the water brought by the artificial Karakum Canal allows the cultivation in the most part of the fan. Processing the SRTM DEM put in evidence the relief of many palaeofluvial ridges often associated with archaeological site already known by scholars. Data by field investigation indicates the alluvial deposition stopped in the distal part of the fan after the Bronze Age while in the apical part it persisted until the Middle Age. Moreover the DEM allow studying the features in the mountain basin; curvature and slope parameters identify badlands forms developed on friable terrains which represent the principal source of the sediments deposited on the fan during the Holocene.


La fascia arida che decorre dal Nord Africa alla Cina interessando il Vicino Oriente e l'Asia Centrale ha registrato significativi cambiamenti ambientali nel corso dell'Olocene, in grado di influenzare le comunità umane che vi risiedevano. Il clima asciutto subentrato mediamente nell'Olocene medio, con conseguente rallentamento dell'alterazione chimica e dell'erosione da acque correnti e lo scarso sfruttamento dei territori aridi da parte dell'uomo hanno consentito il preservarsi di forme relitte ed altre testimonianze del cambiamento delle condizioni ambientali. Nello studio geomorfologico e geoarcheologico di tali aree il lavoro di terreno è indispensabile per raccogliere informazioni puntuali/locali (dati archeologici, sezioni stratigrafiche, elementi databili...) e forme di dettaglio (come singole barre fluviali). Per osservare morfologie su scala più ampia che possono estendersi per alcuni chilometri (come il pattern disegnato dall'insieme delle barre fluviali) e per studiare la disposizione delle informazioni puntuali in rapporto con il territorio è utile la "vista dall'alto" consentita dal telerilevamento. Nel caso delle aree qui esaminate le condizioni geografiche e politiche possono creare rilevanti difficoltà logistiche all'organizzazione del lavoro di terreno, per cui è necessario ricavare il maggior numero di informazioni anche dai dati telerilevati mediante efficaci tecniche di interpretazione. Tali informazioni sono utili anche nella preparazione delle indagini sul campo aiutando ad individuare le aree di maggiore interesse soprattutto dove la cartografia tradizionale è carente.
Le tecniche di telerilevamento hanno visto una continua e notevole evoluzione soprattutto dal secondo dopoguerra, inizialmente per scopi militari. I satelliti spia della serie CORONA acquisirono negli anni '60 e '70 immagini su paesi dell'allora blocco sovietico o circostanti; l'elemento sensibile era ancora una pellicola in bianco-nero.
Negli anni '70, col crescere delle applicazioni civili di monitoraggio del territorio e l'introduzione di tecnologie digitali, il telerilevamento assunse caratteristiche più moderne: di particolare importanza è la multispettralità ovvero l'acquisizione su più bande (intervalli di lunghezza d'onda) anche al di fuori dello spettro visibile, il che consente una migliore caratterizzazione delle superfici.
I dati radar dimostrarono la propria utilità a scopi civili tra gli anni '70 e '80 con missioni sperimentali di breve durata, ma solo negli anni '90 si realizzarono satelliti con orbita permanente mirati all'acquisizione radar a media risoluzione.
Le immagini ottiche stereoscopiche ed i dati radar possono essere inoltre utilizzati per ricavare le quote delle superfici realizzando modelli digitali di terreno.
Nell'ultimo decennio, in seguito alla preoccupazione per il riscaldamento globale, sono entrati in orbita numerosi satelliti destinati allo studio dei cambiamenti ambientali (EOS, Earth Observing System; http://eospso.gsfc.nasa.gov/.) ed i dati prodotti da missioni di enti pubblici (come NASA ed ESA), sono disponibili a prezzi modesti per scopi scientifici. Contemporaneamente sono nate missioni di acquisizione satellitare ad opera di compagnie private che forniscono immagini costose ma di elevato dettaglio (con risoluzione spaziale di 1 m o anche meno). Le odierne quantità e qualità dei dati telerilevati, insieme al progresso di hardware e software necessari alla loro elaborazione, rendono la fotointerpretazione una tecnica di notevole rilevanza per lo studio del territorio.

Sono stati individuati i dati più idonei agli studi geomorfologici di tre aree campione e vengono proposti i metodi di elaborazione per estrarne le informazioni necessarie. Si tratta di dati a media (10-100 m) ed alta risoluzione (1-10 m) utili allo studio di terre emerse a scale media e di dettaglio, in particolare:

Localizzazione delle aree oggetto di studio (immagine NASA Blue Marble ottenuta con il software World Wind 1.4.)