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Mass variation observing system by high low inter-satellite links (MOBILE) – a new concept for sustained observation of mass transport from space
Get PDFAs changes in gravity are directly related to mass variability, satellite missions observing the Earth's time varying gravity field are a unique tool for observing mass transport processes in the Earth system, such as the water cycle, rapid changes in the cryosphere, oceans, and solid Earth processes, on a global scale. The observation of Earth's gravity field was successfully performed by the GRACE and GOCE satellite missions, and will be continued by the GRACE Follow-On mission. A comprehensive team of European scientists proposed the next-generation gravity field mission MOBILE in response to the European Space Agency (ESA) call for a Core Mission in the frame of Earth Explorer 10 (EE10). MOBILE is based on the innovative observational concept of a high-low tracking formation with micrometer ranging accuracy, complemented by new instrument concepts. Since a high-low tracking mission primarily observes the radial component of gravity-induced orbit perturbations, the error structure is close to isotropic. This geometry significantly reduces artefacts of previous along-track ranging low-low formations (GRACE, GRACE-Follow-On) such as the typical striping patterns. The minimum configuration consists of at least two medium-Earth orbiters (MEOs) at 10000 km altitude or higher, and one low-Earth orbiter (LEO) at 350-400 km. The main instrument is a laser-based distance or distance change measurement system, which is placed at the LEO. The MEOs are equipped either with passive reflectors or transponders. In a numerical closed-loop simulation, it was demonstrated that this minimum configuration is in agreement with the threshold science requirements of 5 mm equivalent water height (EWH) accuracy at 400 km wavelength, and 10 cm EWH at 200 km. MOBILE provides promising potential future perspectives by linking the concept to existing space infrastructure such as Galileo next-generation, as future element of the Copernicus/Sentinel programme, and holds the potential of miniaturization even up to swarm configurations. As such MOBILE can be considered as a precursor and role model for a sustained mass transport observing system from space
Investigations Into the Quality of Image-based Point Clouds From UAV Imagery
Get PDFThe quality of image-based point clouds generated from images of UAV aerial flights is subject to various influencing factors. In addition to the performance of the sensor used (a digital camera), the image data format (e.g. TIF or JPG) is another important quality parameter. At the UAV test field at the former Zollern colliery (Dortmund, Germany), set up by Bochum University of Applied Sciences, a medium-format camera from Phase One (IXU 1000) was used to capture UAV image data in RAW format. This investigation aims at evaluating the influence of the image data format on point clouds generated by a Dense Image Matching process. Furthermore, the effects of different data filters, which are part of the evaluation programs, were considered. The processing was carried out with two software packages from Agisoft and Pix4D on the basis of both generated TIF or JPG data sets. The point clouds generated are the basis for the investigation presented in this contribution. Point cloud comparisons with reference data from terrestrial laser scanning were performed on selected test areas representing object-typical surfaces (with varying surface structures). In addition to these area-based comparisons, selected linear objects (profiles) were evaluated between the different data sets. Furthermore, height point deviations from the dense point clouds were determined using check points. Differences in the results generated through the two software packages used could be detected. The reasons for these differences are filtering settings used for the generation of dense point clouds. It can also be assumed that there are differences in the algorithms for point cloud generation which are implemented in the two software packages. The slightly compressed JPG image data used for the point cloud generation did not show any significant changes in the quality of the examined point clouds compared to the uncompressed TIF data sets
The potential of local planning instruments to unlock blue-green solutions for decentralised stormwater management. Driving practice towards a Water Sensitive City
Get PDFBlue - Green (BG) Infrastructure provides a promising solution to create water sensitive cities in the future. This decentralised stormwater management approach mimics nature and delivers multiple benefits for the urban environment, including resilience to climate change effects, stormwater quality as well as urban greening and cooling. Despite known benefits, the uptake of the approach is slow. This thesis investigates the influence of local planning instruments in realising BG Infrastructure in Melbourne, Australia. This city is recognised as a pioneer in Water Sensitive Urban Design (WSUD). Interviews and an online questionnaire with local WSUD practitioners seek to identify influential factors and their role in driving or creating barriers for the approach in local government planning. The results suggest a need for efforts that strengthen institutional and environmental aspects, to ensure that BG Infrastructure is not only physically realised, but also designed optimally, so that ecosystems are protected and measures function over the long term
Städtische Wasserräume als Urbane Commons : Eine analytische Forschung im Hamburger Billeraum
Get PDFDiese planungstheoretischen Fragen liefern derweil die Grundlagefür die vorliegende Arbeit, die sich mit den Wasserflächen des Bille-Raums im Hamburger Osten, unweit des geografischen Zentrums der Hansestadt, auseinandersetzt. Durch diese Lage steht der Untersuchungsraum inmitten des 2014 vom Senat veröffentlichten Zukunftsbildes für große Teile des Hamburger Ostens: Stromaufwärts an Elbe und Bille . Ehe diese Entwicklung intensiv vorangetrieben wird, möchte die Arbeit den Raum und dessen ansässige Akteure genauer untersuchen. Der Wasserraum, der aus der Bille selbst, einem großen aufgestockten Wasserbecken und einigen Kanälen besteht, wird im Folgenden eindrucksvoll dargestellt
Angebot und Bedeutung von Ökosystemleistungen in Stadtregionen
Get PDFAls Teil der Datenerhebung und Kommunikation des Ökosystemleistungskonzepts ist im Rahmen des ÖSKKIP-Projekts in den Pilot-Stadtregionen Rostock und München die Durchführung von Workshops vorgesehen. Diese dienen einerseits zur Datenerhebung durch die Mitarbeitenden der Teilprojekte, andererseits der Kommunikation sowohl des Ökosystemleistungs-Ansatzes, als auch von Projektergebnissen in die Stadtregionen. Sie werden in beiden Stadtregionen in engem zeitlichen Zusammenhang und soweit wie möglich inhaltlich identisch durchgeführt.
Der vorliegende Bericht enthält das Vorgehen, die Methodik und Ergebnisse einschließlich einer Reflexion des jeweils ersten Workshops für die Pilot-Stadtregionen Rostock und München, die am 6. März 2018 in Rostock und am 22. März 2018 in München durchgeführt wurden
Entwicklung nachhaltiger Hafen-Stadt-Beziehungen in Europa : Eine institutionalistische Analyse der Governance von Waterfront-Projekten in Lissabon
Get PDFIn Lissabon hat die Lage des Hafens in der innenstädtischen Ufergegend insbesondere seit den späten 1980er Jahren zu zahlreichen Kontroversen und Diskussionen geführt. Neue Projekte an der Wasserkante haben diese Diskussion neu entfacht und das Bewusstsein für ein Problem der Stadt- und Regionalplanung geschärft, das über den lokalen Kontext der portugiesischen Hauptstadt hinausgeht: die Hafen-Stadt-Beziehung in Städten, in denen der Hafen im urbanen Stadtgefüge verbleibt. In bisherigen Studien wurde zumeist von einer künftigen Verlagerung des Hafens in die Randbezirke ausgegangen. Jedoch kann man an vielen Fallbeispielen sehen, dass Häfen und Städte auch nach einer Verlagerung des Hafens oftmals dennoch verbunden bleiben. Daher ist die Suche nach nachhaltigen Hafen-Stadt-Beziehungen nach wie vor ein Anliegen, bei dem widerstreitende Interessen eine Rolle spielen.
In dieser Studie verfolgen wir die jüngste Konzeptualisierung des Hafens als eine Gemeinschaft von Akteuren, welche zusammen für vereinte Interessen wirken, befassen uns mit dem Problem der Steuerung, den Beziehungen der Akteure untereinander und den Regeln, die sie lenken. Unser Hauptziel besteht darin, die wichtigsten Regeln für die Beziehung zwischen Hafen und Stadt zu ermitteln. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf der Rolle der Hafenbehörde als Schlüsselfigur, sowie auf der Frage, ob die ermittelten Regeln tatsächlich eine wirksame Umsetzung des Strebens nach Nachhaltigkeit ermöglichen. Auf dieses Ziel richten wir unsere Hauptforschungsfragen:
Welche Regeln und Maßnahmen steuern Wasserfront-Projekte in europäischen Hafenstädten?
und
In welchem Umfang führen diese Projekte zu nachhaltigen Hafen-Stadt-Beziehungen?
Um diese Fragen beantworten zu können, haben wir die Untersuchung in drei Hauptphasen gegliedert. In allen Phasen der Untersuchung stützen wir uns auf empirische Literatur, Rechts- und Planungsdokumente, sowie, insbesondere in den Fallstudien, auf Interviews mit internationalen Experten und lokalen Akteuren. Wir analysieren zunächst die vorhandenen theoretischen Erklärungen der Hafen-Stadt-Beziehung anhand des Territoriums, um uns später auf jüngste Konzeptualisierungen zu konzentrieren, welche die Akteure im Fokus haben. Dieser epistemologische Wandel veranlasste uns dazu, die institutionelle Theorie und den akteurzentrierten Institutionalismus als theoretischen Ansatz für die Analyse der Hafen-Stadt-Beziehung in Europa heranzuziehen. In diesem theoretischen Ansatz werden Institutionen als geschriebene und ungeschriebene Regeln betrachtet, welche die sozialen Interaktionen lenken.
In einem zweiten Schritt konzentrieren wir uns auf sechs europäische Hafenstädte, um die unterschiedlichen Herangehensweisen für Projekte an der Wasserkante und die Rolle, die die Hafenbehörde dabei gespielt hat, zu verstehen. Wir arbeiten den Kontrast zwischen Ansätzen mit klassischer und denen mit innovativer Herangehensweise heraus und erforschen, inwieweit man diese zu einem hybriden Ansatz vereinigen könnte. Solch innovative Ansätze erfordern eine weiter gefasste, weniger strikte Auslegung der Gesetze, sowie ein Überschreiten konservativer sozialer Erwartungen durch die Behörde.
In der dritten Phase konzentrieren wir uns auf die Hauptfallstudie Lissabon, in welcher drei Wasserprojekte ausführlich analysiert werden. In diesen drei Analyseeinheiten können wir die Auswirkungen von Institutionen im Detail veranschaulichen, die sozialen Erwartungen für die Ufergegend untersuchen und nachweisen, wie Gesetze wirtschaftlichen Ergebnissen Vorrang vor anderen Dimensionen nachhaltiger Entwicklung gewähren.
Im Fazit der Untersuchung bestätigen wir, dass zwei Institutionen das Streben nach einer nachhaltigen Hafen-Stadt-Beziehung beeinflussen: Die konservative Konzeption des Geltungsbereichs der Hafenbehörde, die sich ausschließlich auf wirtschaftliche und logistische Ergebnisse konzentriert und die postmoderne Wasserfront-Imaginäre, welche durch Gesetze und soziale Erwartungen gestützt wird. Abschließend reflektieren wir diese Forschungsergebnisse und geben praktische Empfehlungen zur Verbesserung der Beziehung zwischen Häfen und Städten.In Lisbon, the location of the port in the urban waterfront has generated controversy and debate, particularly since the late 1980s. New waterfront projects have reignited the discussion, raising awareness to an urban and regional planning issue: the port-city relationship in cities in which the port remains within the urban fabric. This issue is visible in more port cities around the globe. The port-city relationship has been studied from different perspectives, often following the rationale of port relocation. However, it has been demonstrated that in many cases port and cities remain in contact. Hence, the quest for sustainable port-city relationships remains a conundrum in which conflicting interests are at play.
In this research, we follow the recent conceptualization of the port as a community of actors operating together for shared interests, emphasizing the issue of governance, the relations between the actors and the rules that guide them. For this reason, our main goal is to identify and determine which are the main rules governing the port-city relationship, particularly the role of the port authority as key actor, and if these rules allow an effective quest for long term sustainability. We address this goal in our main research questions:
What rules and actions govern waterfront projects in European port cities?
and
To what extent do these projects (re)produce sustainable port-city relationships?
To answer these questions, we structured the research in three main stages. In all stages of the research we relied on the field literature, on legal and planning documents, and on interviews with international experts and local actors, particularly in the case studies. We initially analyse the existing theoretical explanations of the port-city relation based on the territory to later focus on the most recent conceptualizations focalized on the actors. This epistemological change prompted us to adopt institutional theory and actor-centered institutionalism as theoretical approach to analyse the port-city relationship in Europe. In this theoretical approach, institutions are considered the written and unwritten rules that guide social interactions.
In a second stage we focus on six European port cities to understand the different approaches to waterfront projects and the role the port authorities played in them. We emphasize the contrast between path following cases and those that innovate and look for new hybrid approaches. In these innovative approaches, the port authority must go beyond the traditional interpretation of the legal boundaries and social expectations.
In the third stage we concentrate on the main case study, Lisbon, analysing three waterfront projects in depth. In these three focus projects we can see the effect of institutions in detail, study the social expectations for the waterfront and confirm how the laws prioritize economic results over other dimensions of sustainable development
In the conclusion of the research we confirm that two institutions affect the quest for sustainable port-city relationship, supported by laws and social expectations: the conservative conception of the scope of the port authority, exclusively focused on economic and logistic results, and the “post-modern waterfront imaginary”. Finally, we reflect on the research findings and provide practical recommendations to improve the relationship between ports and cities
A method for the assessment of public participation in urban development
Get PDFA comprehensive piece of research on the tools and methods available for public participation in urban development was carried out as part of the U_CODE Urban Collective Design Environment H2020-ICT Project, the results of which are presented in this paper. Approximately 70 methods and a range of participation goals were identified by investigating the publications of 20 cities and participation networks in Germany plus a number of online participation platforms. In the descriptions a general distinction was made between the level of involvement and the objective of participation. For most of the goals on informational or cooperation level, several (especially offline) tools were found to be available. For more ambitious objectives, e.g. massive co-design, no appropriate tools are currently market-ready, yet several research and development projects are targeting the development and testing of such means. The strong development of more complex methods and tools can be expected within the next few years. Often these instruments are designed in cooperation with urban authorities, however their broad application in German municipalities may take a couple of years yet
Indoor Thermal Comfort Improvement through the Integrated BIM-Parametric Workflow-Based Sustainable Renovation of an Exemplary Apartment in Seoul, Korea
Get PDFApartment buildings are the most common housing typology in South Korea. The mass construction of apartment neighborhoods during a period of rapid economic growth (1970–1997) involved the minimization of material use and quality, as well as industrialized construction processes. Accordingly, apartment buildings require essential renovation after only 20 years of operation. This study focuses on the improvement of thermal comfort for the renovation of an exemplary apartment building based on an integrated Building Information Modeling (BIM) and parametric software framework. The existing apartment was reconstructed with BIM software, and the virtual model was utilized for a parametric building energy simulation to calculate the thermal comfort condition of occupants during the entire year. The thermal comfort analysis results defined the criteria for the development of an enhanced building envelope system characterized by modular panels. The parametric energy simulation was executed for the renovated apartment condition with the enhanced envelope system, and the thermal comfort improvements were quantified by comparing the results for the apartment condition before and after renovation. This study aims to provide the tools and criteria for the comfort analysis of apartment occupants, as well as propose sustainable solutions for the improvement of thermal comfort in aged buildings with similar conditions, internal distribution, and construction components
Siedlungsstrukturelle und verkehrliche Auswirkungen von Schnellbahnen am Beispiel der geplanten U5 in Hamburg
Get PDFDiese Masterthesis soll die bisherigen Planungen der U5 kritisch beleuchten. Ziel ist es die verkehrlichen und siedlungsstrukturellen Auswirkungen, welche von Schnellbahnen ausgehen, zusammenzufassen. Verkehrliche Auswirkungen könnten z.B. mögliche Verkehrsverlagerungen vom MIV zur Schnellbahn sein, siedlungsstrukturelle Auswirkungen könnten wiederum Veränderung des Bodenwertes oder Nutzungsveränderungen im Umfeld der Haltestellen sein. Die Erkenntnisse der möglichen verschiedenen Auswirkungen dienen als Beurteilungsgrundlage für eine Abschätzung, welche möglichen siedlungsstrukturellen und verkehrlichen Auswirkungen die U5 als Schnellbahnlinie in ihren durchquerenden Korridor auslösen könnte. Daher soll die potenzielle Streckenführung der U5 und die dortigen Quartiere näher beleuchtet werden. Dabei geht es vor allem darum zu ergründen, ob die gesteckten Ziele mit der U5 überhaupt erreicht werden können und ob Optimierungen der bestehenden Planung oder auch andere Verkehrsmittel im ÖPNV evtl. eine geeignetere Alternative darstellen.
Die sich daraus ergebenden Forschungsfragen lauten daher:
Was könnten mögliche verkehrliche Auswirkungen von Schnellbahnen in ihrem Einzugsbereich sein?
Was könnten mögliche siedlungsstrukturelle Auswirkungen von Schnellbahnen in ihrem Einzugsbereich sein?
Wie sind die möglichen siedlungsstrukturellen und verkehrlichen Auswirkungen der U5 hinsichtlich der Erreichung von Zielen in der Hamburger Verkehrsplanung zu bewerten?
Wie könnten mögliche negative Auswirkungen der U5 vermieden oder abgemildert werden? Gibt es alternative Verkehrsmittel im ÖPNV, welche eher geeignet erscheinen die Ziele der Hamburger Verkehrspolitik zu erreichen und negative Auswirkungen zu vermeiden?
Es soll deutlich gemacht werden, dass den möglichen verkehrlichen und siedlungsstrukturellen Aus-wirkungen der U5 von der Politik und Planung bisher nicht ausreichend Beachtung geschenkt wur¬de bzw. dass das Wissen darüber nicht vorhanden ist. Vor dem Hintergrund der vermutlich relativ hohen Kosten der U5 erscheint es daher geboten eine entsprechende Grundlage als potenzielle Entscheidungsunterstützung zu schaffen
Postwachstumsstadt
Get PDFIn dieser Arbeit wird das Postwachstum als Notwendigkeit zur Bewältigung des Klimaschutzes betrachtet. Mit dem Postwachstum wird die herrschende Wachstumsideologie in Frage gestellt und zahlreiche ökonomische und gesellschaftliche Veränderungen gefordert. Verschiedene Autoren*innen haben hierfür Konzepte entwickelt, von denen in dieser Arbeit v.a. die von Paech, Jackson und Randers et al. vom Club of Rome vorgestellt werden. Ihre Konzepte beinhalten Themen wie die Entkopplung von Ressourcenverbrauch und Wirtschaftswachstum, eine neue Wohlstandsmessung, eine freiwillige Konsumrücknahme inklusive eines genügsamen Lebensstils, eine frei gewählte Arbeitszeitverkürzung oder die Stärkung lokaler Ökonomien.
Bei solch einer umfassenden Transformation kann die Planung einer der relevanten Akteure zu dessen Gestaltung darstellen. So hat diese als Querschnittsaufgabe umfassende Einflussmöglichkeiten und weist insbesondere durch ihre verknüpfende Funktion zwischen Politik, Wirtschaft und Bürger*innen Potential auf. Bisher ist dieses Potential jedoch rein theoretisch und nicht umgesetzt – stattdessen besteht auch in der Planung bisher eine Fixierung auf das Wirtschaftswachstum, etwa in Form des Flächenverbrauchs sowie der steigenden Wohnflächen pro Kopf. Ansätze, wie Planung im Postwachstum aussehen kann, bieten aber verschiedene Überlegungen, die die Themen Reduzierung von Flächenverbrauch und Bautätigkeit sowie von Verkehr, die Schaffung hoher Dichten und gebäudebezogene Ressourceneinsparungen betreffen. Ferner gibt es erste Ansätze für eine explizite Postwachstumsplanung.
Diese theoretischen Kenntnisse zusammenführend werden in der Arbeit Kriterien für Stadtplanung im Postwachstum definiert. Diese beziehen sich auf die fünf Themenkomplexe: Ermöglichung eines nichtmaterialistischen Lebensstils, suffizienter Umgang mit Baustoffen und Fläche, verkehrsbezogene Ressourceneinsparungen, gebäudebezogene Ressourceneinsparungen und vorausschauende Prozessgestaltung.
Mithilfe dieser Kriterien wird ein Beitrag zum Schließen der bestehenden Wissenslücke in der Verknüpfung von Postwachstum und Raumplanung geleistet. Hierfür wird zunächst analysiert, inwiefern in der Stadtentwicklung am Beispiel der Stadt Hamburg bereits Ansätze von Postwachstum vorhanden sind. Weiterhin werden mit der Arbeit erste Ideen aufgeführt, wie Stadtentwicklung im Postwachstum in einer Stadt wie Hamburg stattfinden kann.
In der Analyse von fünf Hamburger Beispielprojekten mithilfe der aufgeführten Kriterien zeigen sich einige Ansätze von Postwachstum, aber auch zahlreiche Mängel. Ein nichtmaterialistischer Lebensstil würde über einige Maßnahmen der Planung wie ein Quartiersmanagement unterstützt, trifft aber häufig nicht auf entsprechendes Engagement von Bürger*innen. Der suffiziente Umgang mit Fläche wird grundsätzlich in Hamburg angestrebt, aber ebenso durch einige Projekte in Außenbereichen konterkariert. Das Verhindern von Neubau findet lediglich über Umnutzungen von Bestandsgebäuden statt – sonstige Maßnahmen v.a. zur Reduzierung der Wohnfläche im Bestand werden nicht umgesetzt. Nutzungsmischung und kurze Wege zur Verkehrsvermeidung sind in allen Beispielprojekten, auch aufgrund der zentralen Lage, vorhanden, während Fuß- und Radverkehr in Teilen gefördert, MIV aber kaum eingeschränkt wird. Ressourceneinsparungen auf die Gebäude bezogen finden über energetische Modernisierungen statt, aber nicht ausreichend über erneuerbare Energien oder die Verwendung ökologischer Baustoffe. Die Prozessgestaltung ist zwar häufig als sukzessiv und damit positiv zu bewerten, lässt aber kaum Raum zum Experimentieren, was im Sinne des Postwachstums gefordert wird. Insgesamt werden also einige Ansätze für Planung im Postwachstum identifiziert, eine Zielformulierung für Planung im Sinne des Postwachstums bleibt aber aus.
Diese Erkenntnisse nutzend werden erste Ideen für die Postwachstumsstadt Hamburg formuliert. Es werden verschiedene Impulse für diese Konzeption dargestellt. Die anschließenden Überlegungen zu einer Postwachstumsstadt stellen eine mögliche, nicht abschließende Sammlung von Konzepten dar, die eine Entwicklung anstoßen können. Hierzu gehören Top-down-Vorgaben für den Flächenverbrauch und das Bauvolumen, aber auch beratende Instrumente zur Reduzierung der Wohnfläche oder eine Stärkung von Bürger*innen auf der Quartiersebene. Hierdurch hat die Stadtplanung zahlreiche Einflussmöglichkeiten, Postwachstum zu gestalten.
Insgesamt stellt diese Arbeit einen Beitrag zur Entwicklung des Postwachstums dar, indem dieses auf die Stadtentwicklung übertragen wird. Dies ist gemäß des IPCC eines der zentralen Themenbereiche, um den Klimawandel zu bekämpfen. Hierbei ordnen sich die Maßnahmen im Rahmen der Planung in einen größeren Kontext einer umfassenden Transformation ein