In vorhandener Literatur zum Thema „WebMapping“ wird zwar häufig die hohe Bedeutung von WebMapping-Anwendungen hervorgehoben, jedoch existieren kaum empirische Untersuchungen zur diesbezüglichen Relevanz. Mittels einer offenen Web-Befragung wurde anhand eines Fallbeispiels empirisch untersucht, welche Bedeutung eine WebMapping-Anwendung im Rahmen eines größeren Informationskontextes eines Webportals besitzt. Zudem wurde untersucht, welche Funktionalitäten innerhalb der WebMapping-Applikation als besonders wichtig angesehen werden und welche Wichtigkeit eine mobile WebMapping-Anwendung für die Nutzer besitzt.

In the medical field, the applications of ultraviolet (UV) radiation are limited to skin or reachable sites due to its low penetration depth into biological tissue. Contrary to UV radiation, X-rays can penetrate the body with almost no attenuation, but they result in toxic side effects. Inorganic scintillators absorb X-rays and convert them into UV or visible photons and are usually used for medical imaging. We propose the use of high density inorganic nanoscale scintillators with the ability to absorb externally applied ionizing radiation directly at the site of application, e.g., inside a tumor, and to convert this ionizing radiation into UV photons in situ, enabling new biomedical applications inside the body. In this thesis, two specific new biomedical applications are discussed in detail: The first application is the use of UV-B emitting nanoscale scintillators for highly localized drugs released or activation of photoactivable therapeutics using only X-rays. The second novel approach is the use of UV-C emitting nanoscale scintillators as radiation sensitizers. However, size-reduction of inorganic scintillators, and most inorganic phosphors in general, usually result in quenching of the photoluminescence properties, defects on the surface of the particles, and a decrease of radiation hardness. Colloidal solutions of nearly monodisperse LaPO4:Gd nanocrystals (5nm) were shown to strongly emit UV radiation upon excitation with X-rays or vacuum UV radiation (160nm). The UV emission of the particles consisted mainly of a single line at 311nm. This UV-B emission of the particles was used to excite the fluorescence of laser dyes dissolved in the colloids. The emission of the dyes was also observed in the case of high dye concentrations, proving that the concept of using radiation with a high penetration depth (X-rays) to excite fluorescence emission with a low penetration depth (UV-B) wavelength is feasible. Pr-doped LuPO4 emits UV-C radiation between 225 and 280nm, where DNA shows strong absorption bands. Therefore, a systematic study of the luminescence of LuPO4:Pr was performed: Different doping concentrations, particle sizes, and excitation sources were compared. Furthermore, it was found that Pr and Nd co-doped LuPO4 results in increased UV-C emission independent of excitation source due to energy transfer. The highest UV-C emission intensity was observed for LuPO4:Pr,Nd(1%,2.5%) upon X-ray irradiation. Finally, LuPO4:Pr,Nd nanoparticles were synthesized, and the biological efficacy of the combined approach (X-rays and UV-C) was assessed using the colony formation assay. Cell culture experiments confirm increased cell death compared to X-rays alone due to the formation of UV-specific DNA damages, supporting the application of the herein synthesized particles as radiation sensitizers.

Ziel der Arbeit ist die Methodenentwicklung zur Berechnung des Solarenergiepotenzials auf Dachflächen für sämtliche Gebäude eines großen Gebiets (Stadt, Landkreis) auf Grundlage von Laserscandaten. Die Methode zur Solarpotenzialberechnung wurde mit dem Hintergrund des notwendigen Handlungsbedarfs an Maßnahmen für den Klimaschutz entwickelt. Die Ausgabe des Solarpotenzials auf Dachflächen für alle Gebäude einer Verwaltungseinheit liefert flächendeckende und neutrale Informationen für den Bürger und die Verwaltung. Insbesondere die solare Nutzung auf den keiner Flächenkonkurrenz unterliegenden Dachflächen birgt enormes Potenzial und liefert einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Das Ergebnis dieser Arbeit präsentiert eine Methode, über die eine automatisierte Berechnung des Solarpotenzials auf Dachflächen auf Basis von Laserscandaten mit hoher Genauigkeitsausgabe für große Region realisierbar ist. Die Methode besteht aus sechs Prozessschritten. Es handelt sich um die Datenaufbereitung, die Selektion der homogenen Dachteilflächenbereiche, die Einstrahlungsanalyse, die Verschattungsableitung und die Berechnung des Solarpotenzials. Zudem wird eine Rohdatenkontrolle zur Qualitätsbewertung der Laserscandaten umgesetzt. Zentraler Verfahrensschritt ist die Ableitung der homogenen Dachteilflächen, die unter Berücksichtigung möglichst vieler auch kleiner Dachstrukturen gebildet werden. Das entwickelte Mehrfach-Thresholding Verfahren ermöglicht über die Auswertung der Dachneigung und Dachausrichtung die Separierung von planaren Dachteilflächen. Über den r.sun Algorithmus von GRASS GIS wird die Einstrahlungsanalyse umgesetzt, die den Sonnenstand über den Tag und das Jahr für den Betrachtungsort simuliert und die direkte, diffuse und Globalstrahlung auf die Dachfläche für unterschiedliche Zeitperioden ausgeben lässt. Die Jahressumme der Globalstrahlung wird für jede Dachteilfläche unter Ausschluss stark verschatteter Bereiche errechnet und dient als Grundlage für die Potenzialberechnung. Im Ergebnis enthält jedes Dachteilflächenpolygon Angaben zur geeigneten Modulfläche, zur Höhe der Globalstrahlung, zum potenziellen Stromertrag, zur potenziellen kW-Leistung und zur CO2-Einsparsumme. Datengrundlage sind Laserscandaten, die die Oberflächensituation mit sämtlichen Strukturen abbilden, sowie Gebäudeumringe aus den Liegenschaftsdaten zur Lokalisierung des Gebäudes beziehungsweise des Daches. Laserscandaten eignen sich, abhängig von der Qualität, sehr gut, um im Modell den Betrachtungs- und Einflussraum, der für die Ausgabe des Solarpotenzials auf Dachflächen wichtig ist, flächendeckend und realitätsnah abzubilden. Hier sind insbesondere das Dach insgesamt und die Dachstrukturen sowie die Vegetation, insbesondere Bäume und die Umgebungstopographie die wichtigen Elemente, die flächendeckend und in möglichst hoher Auflösung im Modell vorliegen und berücksichtigt werden sollen, da sie möglicherweise die ertragreiche und wirtschaftliche Nutzung einer Solaranalage verhindern. Über eine rasterbasierte Modellierung ermöglichen diese Daten die Berechnung der Standortparameter wie Dachneigung, Dachausrichtung, Verschattung, Einstrahlungsenergie und Dachflächengröße. An die Laserscandaten werden bestimmte qualitative Anforderungen gestellt, um eine Genauigkeit der Potenzialwerte zu garantieren. Das relativ junge Verfahren wurde in den vergangenen Jahren stark weiter entwickelt, die Lage- und Höhengenauigkeit und Punktdichte wurden deutlich erhöht. Zahlreiche Laserscandatensätze unterschiedlicher Qualität wurden ausgewertet. Die Arbeit beschreibt Mindestanforderungen an die Qualität der Daten, die für eine hohe Qualitätsausgabe des Solarpotenzials benötigt werden. Die Genauigkeit der Solarpotenzialergebnisse wurden über Gebäudepläne realer Objekte, Vor-Ort Messungen und Erträge von bestehenden PV-Anlagen evaluiert. Erzielbare Abweichungen von 2% in der Neigung und 1% in der Ausrichtung sind über die entwickelte Methode auf Grundlage von Laserscandaten mit ausreichender Qualität erreichbar. Größere Abweichungen mit 6% Prozent wurden bei der Dachflächengröße errechnet. Die Bewertung über Referenzanlagen und dessen spezifischem Stromertrag lieferte eine Abweichung von 1,2%. Die Evaluierungsergebnisse bestätigen den Methodenansatz und liefern gute Resultate in der Genauigkeit der Solarpotenzialwerte.