University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
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Synthesis, properties and applications of core-shell nanoparticle composite materials
No full textverfasst von Max WillingerDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Schneehydrologische Modellierung eines hochalpinen Einzugsgebietes im Maltatal
No full texteingereicht von Lukas MandlMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit englischer Zusammenfassun
Developing a stream typology for wadeable streams in the Rwenzori Sub Region, Uganda
No full textAquatic macroinvertebrates as primary processors play an integral role in cleaning water. They are diverse with a habitat specific community largely submerged. This study investigates the viability of using abiotic parameters and macroinvertebrates to define river types as a baseline for reliable assessment of stream integrity in Rwenzori subregion. Inspired by the EU Water Framework Directive which emphasizes reference-based, type- and stressor-specific methods, eight reference and six non-reference sites from rivers Dura and Mpanga were sampled considering longitudinal zonation, substrate composition, and stressor gradient. Physicochemical parameters, substrate composition and benthic macroinvertebrates were documented. Harmonizing abiotic parameters and macroinvertebrate communities, reference sites were clustered into rivers upstream (RU) with seven indicator taxa and rivers downstream (RD) with eight indicator taxa. Non-reference sites clustered into sandy sites (SS) with no indicator taxa and polluted sites (PS) with two indicator taxa (67.3%≤ indicator value ≤ 00%, P<0.05) respectively. Out of 16, eight metric showed significant differences (P < 0.05) between reference sites and PS but not between SS and RU. SS were best distinguished (P < 0.05) from PS by EPTOC-dominance. Hydropsyche sp., Diplecterona sp., Leptonema sp. and Simuliidae metrics were best for distinguishing RU and RD (P < 0.05). Apart from the RS – score, TARISS, SASS and ETHBios show highest ecological integrity in reference sites, moderate in SS and poor in PS. This study shows the need to define river types in Rwenzori subregion if benthic macroinvertebrates are to be reliably used in inferring stream ecological integrity amidst existing multiple stressors. We recommend taxonomic resolution at lowest level since river types were only distinct genus level, investigation of more reference sites, and testing seasonality in defining river types considering more catchments within the subregion.submitted by Amon AineMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Masterarbeit IHE Delft, Institue for Water Education 202
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No full textOptische Bilder, bei denen die verschiedenen spektralen Bänder innerhalb eines Pixels analysiert werden, sind das Standardwerkzeug für die Abgrenzung und Klassifizierung von Baumarten. Die räumliche Struktur und die Merkmale von Bäumen spielen ebenfalls eine Rolle bei der natürlichen Dynamik und können als erklärende Variablen für verschiedene Forschungsfragen dienen. Um den Mangel an strukturellen Merkmalen zu überwinden, wurde das luftgestützte Light Detection and Ranging (LiDAR) eingeführt. In dieser Arbeit ist eine segmentierte und klassifizierte Punktwolke das gewünschte Ergebnis. Die Studie wurde in einem Buchendominierten Mischwald der temperierten Zone mit mehreren Beständen in verschiedenen Entwicklungsstadien durchgeführt. Das Gebiet befindet sich im Wiener Wald und hat eine Fläche von 12 km2. Ziel dieser Studie ist es, jeden Baum innerhalb der Punktwolke zu segmentieren und die Baumart für jedes Segment zu bestimmen. Um die Anwendbarkeit der Artenmodellierung in solchen Wäldern zu beurteilen, wurden zwei verschiedene Segmentierungsalgorithmen getestet, die in dem R-Paket lidR enthalten sind. Zu diesem Zweck wurden 675 Bäume, deren Art bekannt ist, zunächst manuell mit Hilfe eines CHM abgegrenzt, das Segment wurde dann dazu verwendet, den Baum wie mit einem Zylinder aus der Punktwolke auszustanzen. Anschließend wurden darin zahlreiche Merkmale bestimmt, um dann mit Hilfe von Random Forest einen Klassifikator zu trainieren. Die Genauigkeit der reinen LiDAR-Merkmale betrug 60,9 %, während die Kombination von LiDAR- und Hyperspektralmerkmalen zu einer Genauigkeit von 89 % führte. Wurden nur hyperspektrale Merkmale verwendet, lag die Gesamtgenauigkeit bei 88,1 %. Um den trainierten Klassifikator auf ein größeres Gebiet anzuwenden, wurde ein „seed growing“ Algorithmus zuerst genutzt, um die Bäume in dem Untersuchungsgebiet zu segmentieren.Tree species information is crucial for digital forestry, and efficient techniques for classifying tree species are in extensive demand. Optical imagery, which analyzes the various bands within a pixel, is the standard tool for tree species delineation and classification. The spatial structure and characteristics of trees also play a role in natural dynamics and can be explanatory variables for various research questions. To address the lack of structural features, Airborne Light Detection and Ranging (LiDAR) has been introduced. The study was conducted in a predominantly deciduous mixed temperate forest containing multiple stands at various developing stages. The area is in the Wiener Wald and has spans of 12 km2. The aim of this study is to segment each tree within the point cloud and determine the tree species for each segment. To determine the practicability of species modelling in such forests, two different segmentation algorithms were tested that are included in the R package lidR. For this purpose, 675 trees, the species is known, were first manually delineated using a CHM, which was then utilized to punch the tree out of the point cloud as if using a cylinder. Subsequently, numerous features were determined within each reference point cloud it in order to then train a classifier by using Random Forest. The accuracy of LiDAR-only features was 60.9 %, while incorporating both LiDAR and hyperspectral features resulted in an accuracy of 89 %. If only hyperspectral features were used, the overall accuracy achieved was 88.1 %. To apply the trained classifier over a larger area, an automatic tree detection, and seed-growing segmentation algorithm was employed. The optimization of the parameters of the delineation algorithm was done in a supervised way on the basis of the Jaccard score. The Jaccard score was used to aid in the supervised optimization of the delineation method parameters.submitted by Kevin KopeckyMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Smart waste collection systems
No full textAufgrund steigender Abfallmengen nimmt die Relevanz einer effizienten Abfallsammlung zu. Aktuell bringen Sammelsysteme weltweit Probleme mit sich, wie, dass Sammelstellen oft überfüllt sind oder bei einer nicht effizienten Sammlung wertvolle Stoffe für weitere Recyclingprozesse verloren gehen. Somit beschäftigt sich diese Arbeit mit dem Thema Smart Waste Collection Systems. Denn Smart Waste Collection Systems können zu optimierten Sammelsystemen beitragen. Ein Ziel dieser Arbeit ist es aufzuzeigen, was der aktuelle Stand der Technik ist. Hierbei werden Technologien beschrieben, welche sowohl in der Literatur als auch in der Praxis zu finden sind. Für diese Arbeit wurde neben einer Literaturrecherche Experten in der Abfallwirtschaft interviewt. Im Zuge dieser Arbeit zeigt sich, dass bereits viele verschiedene Technologien entwickelt wurden, welche unteranderem Routen, aber auch Kosten und Ressourcen einsparen können. Andere behandelte Aspekte zeigen, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt. Einerseits kann mit einfachen Sensoren effizienter gesammelt werden, andererseits gibt es komplexere und teurere Systeme, die auf Künstlicher Intelligenz basieren. Grundlegend lässt sich sagen, dass es verschiedene Smarte Systeme gibt, welche einfach und kostengünstig implementiert werden können. Neben den Kosten müssen aber auch regionale Gegebenheiten berücksichtigt werden. Konkret heißt dies, dass vorab eine technologische Infrastruktur vorhanden sein muss und das System an etwaige rechtliche Vorschriften der Länder anzupassen. Für zukünftige Studien besteht die Möglichkeit, mehr in ein intelligentes, auf KI basierendes Abfallsammelsystem, zu investieren. Das Ziel für die Zukunft wäre es, ein optimales Abfallsammelsystem in Abhängigkeit von der technischen Ausstattung, den Abfallströmen oder den behördlichen Einschränkungen auszuwählen.As waste streams increase, the importance of efficient waste collection is growing. Currently, collection systems around the world are facing problems such as overflowing collection bins or inefficient collection routes. This not only creates insanitary conditions but also leads to the loss of valuable resources which could be recycled. Smart waste collection systems can con-tribute to the optimisation of collection schemes. This thesis shows the state of the art of smart waste collection systems. To do so a literature review was conducted and experts in the waste management industry were interviewed. Results show that many different technologies have already been developed and implemented. They can help with route planning, but also reduce costs and resources. In fact, there is a variety of different options. For example, simple sensors can be used to improve collection efficiency, while there are also more complex and costly systems based on artificial intelligence. Some – but not all – systems can be implemented easily and cheaply. However, depending on the country and/or location, the investment costs can pose an obstacle. Specifically, this means that a technological infrastructure must be in place in advance and the system must be adapted to any legal regulations of the countries. For future studies, the opportunity is given to invest more towards an smart waste collection system based on AI. The aim for the future would be to select the perfect waste collection system depending on the technical equipment, waste streams or governmental restrictions.submitted by Lea Vanessa ArzbergerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Anpassungen an den Klimawandel im Golfsport
No full textDie vorliegende Arbeit widmet sich den Themenbereichen Klimawandel und Golfsport, wobei insbesondere auf Anpassungen, Methoden und Wege eingegangen wird, mit den Folgen des Klimawandels entgegengewirkt werden kann. Golf wird größtenteils in der freien Natur gespielt, Golfplätze sind als Teil der Landschaft dem Klimawandel besonders ausgesetzt. Mittels unterschiedlicher Methoden, wie beispielsweise angepasster Gräserarten, der Wiederverwendung von Wasser, der Verwendung von Wetting Agents und Re-Designs (Umgestaltungen), ist es möglich den Wasserverbrauch auf dem Golfplatz zu senken. Im Zuge der Arbeit wurde eine Literaturrecherche, mehrere Interviews, Befragungen mittels Fragebogen sowie zwei Re-Designs durchgeführt, um fünf, eingangs aufgestellte Hypothesen zu überprüfen. Die beiden Re-Designs wurden fiktiv am Beispiel des Golfclubs Spillern durchgeführt, um verschiedene Wirkungsgrade der Effektivität zu erzielen. Besonders eine Umgestaltung mit der Verschmälerung von Fairways außerhalb der Landezonen zeigte, dass 20% weniger Wasser als im aktuellen Design verwendet werden kann. Eine erweiterte Umgestaltung konnte aufgrund mangelnder qualitativer sowie quantitativer Daten nicht durchgeführt werden. Die Befragungen ergaben, dass ein Re-Design sowohl von Spielenden als auch dem Management großteils erwünscht bzw. akzeptiert wäre. Zusätzlich erwies sich, dass durch die Umgestaltung die Arbeitszeit einer Greenkeeperin bzw. eines Greenkeepers reduziert werden kann. Nicht unerwähnt bleiben darf allerdings, dass das Golfspiel durch etwaige Maßnahmen nicht erschwert werden sollte und dass die jeweiligen Kosten für eine Umgestaltung eine Rolle hinsichtlich der Akzeptanz spielen würden.This thesis deals with the topics of climate change and golf, with a particular focus on adaptations, methods, and ways to counteract the effects of climate change. Golf is mostly played in the outdoors, and golf courses, as part of the landscape, are particularly vulnerable to climate change. By using different methods, such as adapted grass species, water reuse, wetting agents, and redesigns, it is possible to reduce the water consumption on golf courses. In the course of this work, a literature search, several interviews, surveys using questionnaires, and two redesigns were conducted to test five hypotheses that were initially formulated. The two redesigns were carried out fictitiously using the example of GC Spillern to achieve different levels of effectiveness. In particular, a redesign involving the narrowing of fairways outside landing zones showed that 20% less water could be used compared to the current design. An extended redesign could not be carried out due to a lack of qualitative and quantitative data. The surveys revealed that a redesign would be largely desired or accepted by both players and management. Additionally, it was found that redesigns could reduce the working time of greenkeepers. However, it should be noted that any measures taken should not make golf more difficult, and the costs of redesigning would play a role in terms of acceptance.verfasst von Rupert EichlerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit englischer Zusammenfassun
Ein Vergleich der Produktionskosten der integrierten, ökologischen und biologisch-dynamischen Anbauform des Weinbaus
No full textDie vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Vergleich der Produktionskosten der integrierten, ökologischen und biologisch-dynamischen Anbauform des Weinbaus. Dazu wurden die Daten an aufgewendeten Maschinenstunden und genutzten Materialien eines Langzeitversuches über 16 Jahre verwendet, um Aussagen über Kostenunterschiede zwischen den Anbauformen zu treffen. Um einer Vollkostenanalyse gerecht zu werden, wurden darüber hinaus unvollständige Daten durch praxisnahe, auf Literatur basierende Annahmen kalkuliert. Mit Hilfe eines erarbeiteten Kostenmodells wurden sowohl die Kostenbereiche Maschinen, Lohn, Material, Boden, Neuanlage und Allgemeines sowie die Gesamtkosten berechnet. Das Basisszenario stellt ein Betrieb mit 10 ha Rebfläche in der Flachlage und Normalerziehung mit Maschinenlese dar. Die Gesamtkosten pro Hektar zwischen den drei Anbauformen unterscheiden sich um lediglich 2 %. Die Maschinen- und Lohnkosten, welche zusammen addiert mehr als die Hälfte der Gesamtkosten verursachen, stellen den größten Kostenfaktor dar. Signifikant größere Unterschiede zwischen den Anbauformen offenbart der Vergleich der Gesamtkosten pro Traubenmasse. Aufgrund geringerer Erträge in den biologischen Anbauformen liegen die Gesamtkosten pro kg Trauben um bis zu 29 % über denen der intergierten. Zusätzlich wurden drei Varianten „40 ha Rebfläche“, „Handlese“ und „Schlagkraft“ (zusätzliche Mittel für den Pflanzenschutz) untersucht. Der Skalierungseffekt führt zu einer Kostenreduktion von 15 % pro kg Trauben, die traubenertragsabhängige Handlese verursacht in der integrierten Anbauform 9 % und in den biologischen knapp 6 % höhere Gesamtkosten pro Hektar. Die Erhöhung der Schlagkraft führt zu 10 % höheren Gesamtkosten in allen Anbauformen. Um allgemeine Aussagen über die Wirtschaftlichkeit eines Betriebes treffen zu können, müssten sowohl mögliche qualitative und quantitative Unterschiede zwischen den Anbauformen als auch Kosten für den Weinausbau und die Vermarktung berücksichtigt werden.This study compares the production costs of integrated, organic and biodynamic viticulture. For this purpose, the data on machine hours performed and materials used in a long-term trial over the period of 16 years were used to make statements about differences in cost between the cultivation forms. In addition, in order satisfy the requirements of a full cost analysis, practical assumptions based on literature were used to calculate the missing data. A model was used to calculate the cost areas of machinery, labor, materials, soil, new plant and general, as well as total costs. The base scenario comprises a winery with 10 hectares of vineyards in a flat area and normal training using machine harvesting. The total costs per hectare between the three types of cultivation differ by only 2 %. The machine and labor costs, which combined account for more than half of the total costs, represent the largest cost factor. Significantly larger differences between the cultivation forms are revealed by comparing the total costs per grape mass, instead. Due to lower yields in the organic farming systems, the total costs per kg of grapes are up to 29 % higher than those of the integrated ones. Additionally, three variants “40 ha vineyard”, “hand harvesting” and “Schlagkraft” (additional means for plant protection)” were investigated. The scaling leads to a cost reduction of 15 % per kg of grapes, the grape yield-dependent hand harvest causes 9 % higher total costs per hectare in the integrated cultivation form and just under 6 % in the organic ones. The increase in Schlagkraft leads to 10 % higher total costs in all cultivation forms. To be able to make general statements about the profitability of a winery, possible qualitative differences between the cultivation forms as well as costs for vinification and marketing would have to be taken into account.verfasst von Rebecca HahnMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Masterarbeit Hochschule Geisenheim University 2023Mit englischer Zusammenfassun
Erstellung eines Masteralgorithmus für die Regelung verschiedener Arten von Stromspeichersystemen im österreichischen Stromnetz
No full textDie österreichische Regierung hat sich mit dem Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz dazu verpflichtet, bis 2030 ein zu 100% bilanziell aus erneuerbaren Energieträgern bestehendes nationales Stromsystem zu betreiben. Diesbezüglich sind Maßnahmen nötig, um die Netzstabilität im Stromnetz zu gewährleisten. Dabei ist es sinnvoll, Energiespeicher für den kurz, mittel-, und langfristigen Stromausgleich im nationalen Stromsystem zu integrieren. Innerhalb dieser Arbeit wird erläutert, dass diesbezüglich die gestaffelte Lade- und Entladereihenfolge der Speichertechnologien Lithium-Ionen-Batterie, Pumpspeicherkraftwerk und Power-to-Gas mit anschließender Rückverstromung im Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk in einem hybriden Energiespeichersystem starke Potentiale aufweisen. Dabei liegt der Fokus auf dem Einfluss der Höhe der Batteriespeicherkapazität auf das hybride Energiespeichersystem. In diesem Sinne wurde ein Algorithmus entwickelt, der das Lade- und Entladeverhalten der drei Speichertechnologien auf Basis faktorisierter Zeitreihendaten und einem einfachen, kaskadierenden Regelungsalgorithmus, dessen Einzelelemente wie einfache Proportionalregler funktionieren, in einem zu 100% erneuerbaren, österreichischem Stromsystem des Jahres 2030 regelt. Dabei wurde deutlich, dass die Lithium-Ionen-Batterie kurzfristig, das Pumpspeicherkraftwerk mittelfristig und der P2G-Speicher saisonal zum Erhalt der nationalen Netzstabilität beiträgt. Eine Installation von mindestens 0.1 TWh Batteriespeicherkapazität im Modell ist sinnvoll da dadurch alle kurzfristigen Netzschwankungen unterhalb von 12 Stunden von der Lithium-Ionen-Batterie ausgeglichen werden. Möglichkeiten der Implementierung des Algorithmus in reale Stromnetzsysteme erfordert weitere Forschung.The Austrian government has committed itself through the Renewable Expansion Act to operate a national electricity system consisting of 100% renewable energy sources by 2030. In this regard, measures are necessary to ensure grid stability in the power network. It is therefore advisable to integrate energy storage systems for short-term, medium-term, and long-term power balancing in the national electricity system. This paper explains that in this context, the staggered charging and discharging sequence of the storage technologies lithium-ion batteries, pumped storage power plants and power-to-gas with subsequent reconversion in gas and steam combined cycle power plants, exhibit strong potential in a hybrid energy storage system. The focus lies on the influence of the battery storage capacity on the hybrid energy storage system. In this regard, an algorithm has been developed to regulate the charging and discharging behavior of the three storage technologies based on factored time series data and a simple cascading control algorithm, whose individual elements function as simple proportional controllers, in a 100% renewable Austrian electricity system in the year 2030. It has become evident that the lithium-ion battery contributes to short-term stabilization, the pumped storage power plant to medium-term stabilization, and the P2G storage to seasonal stability of the national grid. The installation of at least 0.1 TWh of battery storage capacity in the model is reasonable, as it compensates for all short-term network fluctuations below 12 hours using the lithium-ion battery. Further research is needed to explore the possibilities of implementing the algorithm in real power grid systems.verfasst von Henrik StubnerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit englischer Zusammenfassun
Organic matter management and cropping systems for soil fertility improvement in Rwenzori Region, Uganda
No full textsubmitted by Deous Mary EkyaligonzaDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Potenziale von Straßenbegleitgrünschnitt für den Prozess der Kompostierung in Österreich
No full textverfasst von Dollinger GeorgMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit englischer Zusammenfassun