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Hydrographic education and research at the HafenCity University Hamburg
Get PDFWith more than 30 years of experience in hydrographic education, the HafenCity University Hamburg (HCU) provides a sophisticated study programme specialised in the field of hydrography which has been certified as a Category A programme by the FIG/IHO/ICA International Board on Standards of Competence for Hydrographic Surveyors and Nautical Cartographers. The programme is completely taught in English and can be completed within two years. Next to profound theoretical courses, the HCU’s hydrography programme offers plenty of practical exercises on board of its own shallow-water research vessel DVocean. Apart from educational modules, several hydrographic research projects are conducted at HCU to further contribute to the ever rising research interest of the hydrographic sector.Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in der hydrographischen Ausbildung bietet die HafenCity Universität Hamburg (HCU) ein anspruchsvolles, auf den Bereich der Hydrographie spezialisiertes Studienprogramm an, das vom FIG/IHO/ICA International Board on Standards of Competence for Hydrographic Surveyors and Nautical Cartographers als Kategorie-A-Programm zertifiziert wurde. Das Programm wird komplett in Englisch unterrichtet und kann innerhalb von zwei Jahren abgeschlossen werden. Zusätzlich zu fundierten theoretischen Kursen bietet das Hydrographie-Programm der HCU zahlreiche praktische Übungen an Bord des eigenen Flachwasser-Forschungsschiffs DVocean an. Neben den Ausbildungsmodulen werden an der HCU verschiedene hydrographische Forschungsprojekte durchgeführt, die zum stetig wachsenden Forschungsinteresse der Hydrographie beitragen
DVocean Digital: A simulation prototype for hydrographic 3D measurements using multibeam echo sounder
Get PDFThe (practical) training of hydrography students in the Master’s degree programme in Geodesy and Geoinformatics is an important and challenging task for HafenCity University (HCU) Hamburg, as graduates will continue to be urgently needed for surveying the world’s oceans and inland waters in the future. Since the ship capacities for students training in hydrography in the Geodesy and Geoinformatics study programme are limited in terms of time and space, an interactive 3D application was developed to simulate hydrographic measurements in the Port of Hamburg. This article describes the development of the application for the simulation of hydrographic 3D measurements using a multibeam echo sounder (MBES) in combination with GNSS/IMU positioning sensors integrated in the virtual 3D model of the surveying vessel DVocean of HCU Hamburg.Die (praxisnahe) Ausbildung der Hydrographie-Studierenden im Masterstudiengang Geodäsie und Geoinformatik ist für die HafenCity Universität (HCU) Hamburg eine wichtige und herausfordernde Aufgabe, da die Absolventen auch in Zukunft dringend für die Vermessung der Weltmeere und Binnengewässer benötigt werden. Da die Schiffskapazitäten für die Hydrographieausbildung der Studierenden im Studiengang Geodäsie und Geoinformatik zeitlich und räumlich begrenzt sind, wurde eine interaktive 3D-Anwendung entwickelt, die hydrographische Messungen im Hamburger Hafen simuliert. Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung einer Applikation zur Simulation von hydrographischen 3D-Messungen mit einem Fächerecholot (MBES) in Kombination mit GNSS/IMU-Positionierungssensoren, die in das virtuelle 3D-Modell des Vermessungsschiffes DVocean der HCU Hamburg integriert sind
Transformationprozesse im urbanen Raum : Eine Analyse des Instruments Realexperiment anhand von temporär autofreien Zonen in Innenstädten
Get PDFEine umfassende Transformation und damit der weltweit nachhaltige Wandel von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft sind unausweichlich, um den Herausforderungen des Klimawandels und anderen weltwei-ten Megatrends zu begegnen (vgl. WBGU 2011: 5). Städte spielen in dieser Großen Transformation eine Schlüsselrolle, weshalb sich viele Kommunen in Deutschland derzeit mit der Frage beschäftigen, wie Stadtstrukturen nachhaltig gestaltet werden können. Ein Fokus dabei sind autoarme oder autofreie Stadt-zentren, da der Verkehrssektor den drittgrößten Verursacher von Treibhausgasemissionen in Deutschland darstellt (vgl. UBA 2016). Inwiefern Realexperimente ein sinnvolles Instrument sind, um eine derartige Transformation anzustoßen und zu begleiten, wird in dieser Arbeit thematisiert und diskutiert.
Mithilfe von Referenzprojekten wird untersucht, wie bei der Initiierung und Planung der Experimente vorge-gangen wurde. Für die strukturierte Analyse der Projekte wird ein selbst erarbeitetes Untersuchungssche-ma, abgeleitet aus den theoretischen Grundlagen zur Transformations- und Realexperimentforschung, angewandt. Abschließend werden Empfehlungen zur Initiierung und Planung temporär autofreier Zonen für die kommunale Praxis entwickelt, die sowohl die theoretischen als auch die empirischen Ergebnisse vereinen. Das Erkenntnisinteresse der Arbeit ist, welche Transformationskräfte durch Realexperimente ausgeübt werden und zu ergründen, inwiefern diese durch eine theoriegeleitete Vorgehensweise bei der Initiierung und Planung maximiert werden können, um einen Beitrag zur Mobilitätswende und zur Große-Transformation zu leisten
Regionaler Selbstversorgungsgrad für die Sektoren Nahrung, Energie und Rohstoffe : Kennwertbasierte Untersuchungen am Beispiel der Landkreise Bodenseekreis, Esslingen, Konstanz, Ravensburg und Sigmaringen
Get PDFAus ökologischen Gründen ist der Umstieg auf nachwachsende Rohstoffe und erneuerbare Energien ebenso sinnvoll wie die Einführung einer ökologischen Landwirtschaft. Diese Veränderungen gehen in einem ansonsten unveränderten Status Quo jedoch mit einer deutlichen Erhöhung des Flächenbedarfs einher. Deshalb wurde auf Basis flächenbezogener Kennwerte für die Sektoren Nahrung, Energie und Rohstoffe untersucht, ob es möglich ist, die Versorgung vollständig umzustellen, und gleichzeitig den globalen Landfußabdruck Deutschlands auf das notwendige nachhaltige Maß zu reduzieren. Die erstellte Datenbasis erlaubt es, jedem Produkt, das auf Basis der betrachteten Rohstoffe und Energieträger erzeugt wurde, einen Flächenbedarf und seine spezifische Flächeninanspruchnahme zuzuweisen. Da dies zahlreiche Koppelprodukte einschließt, können so sektorenübergreifend unterschiedlichste Warenkörbe und komplexe Versorgungsysteme verglichen werden. Die auf dieser Basis durchgeführten Simulationen am Beispiel von fünf Landkreisen in Baden-Württemberg zeigten, dass auch im dicht besiedelten Süden Deutschlands hohe Autonomiegrade von mindestens 100 Prozent erzielt werden können, wenn die Potenziale erneuerbarer Energien und nachwachsender Rohstoffe effizient genutzt werden. Dafür sind jedoch folgende Voraussetzungen zu erfüllen:
• Eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz
• Eine weitgehende Elektrifizierung des Energiesektors
• Eine weitgehende Ernährungsumstellung
• Die Minimierung der Lebensmittelverschwendung
• Die nahezu vollständige Nutzung der Dachflächenphotovoltaikpotenziale
• Großflächige naturverträgliche Freiflächen- oder Agrophotovoltaikanlagen
• Mehrjährige Energiepflanzen der zweiten Generation
• Die effiziente und nahezu vollständige Nutzung von Koppelprodukten
• Längere Nutzungsdauern von Konsumgütern
• Eine optimierte Kreislaufwirtschaft.
In diesem Fall kann die Nutzung nachwachsender Rohstoffe und erneuerbarer Energien zu einem besseren Schutz von Arten, Böden und Gewässern führen. Allerdings lassen sich hohe produktbezogene Autonomiegrade wesentlich einfacher erreichen als hohe flächenbezogene Autonomiegrade. Es müssen daher immer beide Kennwerte betrachtet werden, um die Autonomie einer Region zu beurteilen. Meine Simulationen zeigen zudem, dass Flächeneffizienz kein hinreichendes Kriterium für den Vergleich des Nutzens unterschiedlicher Technologien und Versorgungssysteme ist. Insbesondere Flächenkonkurrenzen führen dazu, dass nicht unbedingt jene Versorgungssysteme, welche die höchste Flächeneffizienz aller Systeme aufweisen, auch die höchsten Autonomiegrade und den kleinsten globalen Landfußabdruck ermöglichen. So können z. B. die Produktion von Zellstoffen und Textilien aus Holz und die grünlandbasierte Viehhaltung paradoxerweise gleichzeitig den Flächenbedarf erhöhen und den Flächenimportbedarf senken. Daher kann auch eine vegane Ernährung trotz einer relativ hohen Flächeneffizienz nicht zu den höchsten Autonomiegraden führen. Auch flächeneffiziente Technologien wie Agrophotovoltaik und urbane Dachfarmen erhöhen den Gesamtautonomiegrad nur, wenn sie mit einer weitgehenden Elektrifizierung des Energiesektors und einer hohen Energieeffizienz verbunden werden. Auch zeigte sich, dass sich das Streben nach höchstmöglicher Autarkie negativ auf die Gesamtautonomie und den Landfußabdruck auswirken kann.The transition to renewable raw materials and energies is ecologically just as useful as the implementation of organic agriculture. However, with an otherwise unchanged status quo, these changes are accompanied by a significant increase in the land usage and requirement. Therefore, on the basis of area-related parameters for the sectors food, energy and raw materials, it was examined if it is possible to completely change the supply while achieving the simultaneously necessary reduction of the global land footprint of Germany to a sustainable level. The data base created allows the allocation of the required land area and also the specific land utilization to each product which was created on the basis of the regarded raw materials and energy carriers. Since this includes numerous joint products, a wide variety of consumer baskets and complex supply systems can be compared intersectorally. The simulations performed using the example of five counties in Baden-Württemberg showed that high autonomy levels of at least 100% can be achieved even in the densely populated southern part of Germany, if the potentials of renewable energies and renewable raw materials are used efficiently. However, the following conditions must be met:
• A significant increase in energy efficiency
• An extensive electrification of the energy sector
• A major dietary change
• Minimisation of food waste
• The almost complete use of the potentials of building integrated photovoltaics.
• Ecologically friendly large-area photovoltaic parks or agrophotovoltaic systems
• Perennial second-generation energy crops
• The efficient and almost complete use of joint products
• Longer useful life of consumer goods
• An optimized circular economy.
In this case, the use of renewable raw materials and energies can lead to significant benefits for the protection of species, soils and waters. However, high product-related autonomy degrees are much easier to achieve than high area-related autonomy degrees. Therefore, one must always consider both parameters in order to assess the autonomy of a region. My simulations also show that the area efficiency alone is not a sufficient criterion for comparing the benefits of different technologies and supply systems. In particular, land contention leads to situations, where those supply systems which have the highest land-use efficiency of all systems are not necessarily those, that enable the highest degrees of autonomy and the smallest global land footprint. For example, the production of pulp, textiles and grassland-based livestock can paradoxically increase the area requirements while simultaneously reducing the land-import requirements. Therefore, even a vegan diet cannot lead to the highest degrees of autonomy despite a relatively high land-use efficiency. Land-use-efficient technologies such as agrophotovoltaics and urban rooftop farms also only increase the overall degree of autonomy if they are combined with extensive electrification of the energy sector and high energy efficiency. In addition, the simulations showed that the pursuit of maximum self-sufficiency can have a negative effect on the overall autonomy and the global land footprint
Struktur als Parameter zur ganzheitlichen Beschreibung des Materialverhaltens fließfähiger Baustoffe
Get PDFZeitweise fließfähige und selbstverdichtende Verfüllbaustoffe, kurz ZFSV, gewinnen zunehmend an baupraktischer Bedeutung. Durch den Einsatz des Materials, insbesondere im innerstädtischen Leitungsbau, ergeben sich sowohl im noch fließfähigen als auch im verfestigten Zustand zahlreiche, teilweise auch konkurrierende Anforderungen. Die exakte und praktikable Parametrisierung zur eindeutigen Beschreibung des Materials gestaltet sich aufgrund seiner komplexen Struktur vergleichsweise schwierig. In diesem Beitrag soll ein generelles Modell zur Abbildung des Materialverhaltens, unabhängig vom fließfähigen oder verfestigten Zustand, vorgeschlagen werden
Investigations Into the Accuracy of the Uav System Dji Matrice 300 Rtk with the Sensors Zenmuse p1 and l1 in the Hamburg Test Field
Get PDFThe development of increasingly powerful Unmanned Aerial Vehicles (UAV) is progressing continuously, so that these systems equipped with high-resolution sensors can be used for a variety of different applications. With the Matrice 300 RTK, Da-Jiang Innovations Science and Technology Co. Ltd (DJI) has launched a system that can use the high-resolution camera Zenmuse P1 or the laser scanner Zenmuse L1 as a recording sensor, among other sensors. In order to investigate the geometric quality of these two sensors, HafenCity University Hamburg, in cooperation with LGV Hamburg, NLWKN in Norden and the German Archaeological Institute in Bonn, flew over the 3D test field in the Inselpark in Hamburg-Wilhelmsburg on 5 August 2021 with the P1 camera and the L1 laser scanner. Using the Matrice 300 RTK as carrier platform, the test field was recorded in various configurations at altitudes between 50 m and 90 m above ground. Prior to the UAV flight campaign, 44 marked ground control points (GCP) were signalised in the test field, which had already been surveyed by LGV in 2020 using geodetic measurement methods to achieve a coordinate accuracy of ±5 mm for each GCP. The results of aerial triangulations as well as 3D point clouds generated from image data and laser scanning are compared with reference data in order to demonstrate the accuracy potential of these measurement systems in this paper
