Urbane Gesundheit ist von globalem Interesse, da schon jetzt die Mehrheit der Menschen in Städten wohnt und dies zunehmend in Entwicklungsländern. Obwohl mentale Gesundheitsprobleme (z.B. Depressionen) in Entwicklungsländern stark verbreitet sind, wurden diese für die rasant anwachsenden Städte dieser Länder bisher nicht zufriedenstellend untersucht. Mit einem räumlich-epidemiologischen Ansatz werden in der vorliegenden Dissertation Faktoren identifiziert, welche das mentale Wohlbefinden der Slumbewohner Dhakas beeinflussen. Hierfür wurden Baseline Daten einer Kohortenstudie verwendet, welche Anfang 2009 in neun Slums in Dhaka durchgeführt wurde. Es wurden Daten von 1.938 Erwachsenen (≥15 Jahre) erhoben. Der WHO-5 Well-being Index wurde als Instrument zur Selbsteinschätzung des mentalen Wohlbefindens verwendet. Mentales Wohlbefinden war signifikant mit verschiedenen Faktoren der natürlichen Umwelt, der Sicherheit vor Überflutungen, sanitären Verhältnissen, sowie mit qualitativ hochwertiger, zufriedenstellender und beständiger Behausung assoziiert. Weitere mentale Gesundheitsassoziationen wurden in Bezug auf Bevölkerungsdichte, Zufriedenheit mit der Arbeitsstelle und mit der Einkommensgenerierung identifiziert, während für individuelle Faktoren wie Alter, Geschlecht, Krankheiten, Gesundheitswissen und Migrationshintergrund angepasst wurde. Räumliche Konzentrationen von gutem und schlechtem mentalem Wohlbefinden wurden festgestellt, welche auf massive Gesundheitsungleichheiten innerhalb der Slums hindeuten. Verschiedene Nachbarschaftskontexte wirken sich zudem in anderer Weise auf das Wohlbefinden aus als persönliche und Haushaltscharakteristika. In der Annahme, dass mentale Gesundheitsprobleme das Risiko physischer Krankheiten sowie die Unfallgefahr erhöhen, liefert diese Dissertation wichtige Informationen, um sowohl eine bessere Krankheitsversorgung als auch sinnvolle Krankheitspräventionsprogramme für die Slums von Dhaka und vergleichbarer Gebiete zu entwickeln. / Urban health is of global concern because the majority of the world’s population lives in urban areas, mainly in the global south. Although mental health problems (e.g., depression) in developing countries are highly prevalent, such issues are not yet adequately addressed in the rapidly urbanising megacities of these countries, where a growing number of residents live in slums. Little is known about the spectrum and burden of mental disease in urban slums. Using a spatial-epidemiological approach, this thesis identifies factors that contribute to mental well-being in the slums of Dhaka, the capital of Bangladesh, which currently accommodates an estimated population of more than 14 million, including 3.4 million slum dwellers. The baseline data from a cohort study conducted in early 2009 in nine slums of Dhaka were used. Data were collected from 1,938 adults (≥15 years). The WHO-5 Well-being Index was used as a measure of self-rated mental well-being. It was found that mental well-being was significantly associated with various factors such as selected features of the natural environment, flood non-affectedness, sanitation, and housing quality, sufficiency and durability. Further associations with population density, job satisfaction, and income generation were identified while adjusting for individual factors such as age, gender, diseases, health knowledge, and migration. Spatial clusters of poor and good mental well-being among different population groups were detected and point to severe health disparities both within and between the slums. Diverse neighbourhood conditions affected mental well-being differently from personal and household level characteristics. Given that mental health conditions could elevate the risk for physical diseases and contribute to injuries, this thesis may provide crucial information for developing better health care and disease prevention programmes in Dhaka’s slums and other comparable settings.

Die vorrangige Zielstellung dieser Dissertation war die Berechnung nicht erschlossener landwirtschaftlicher Potenziale des Europäischen Russlands. Wir haben ein räumliches Allokationsmodell entwickelt, dass die jährlichen Acker- und Ackerbrachflächen von 1991 bis 2009 kartiert. Diese Daten haben wir anschließend in ein dynamisches Vegetationsmodell integriert und damit berechnet, dass während der postsowjetischen Aufgabe von 31 Millionen Hektar Ackerland bis 2009 470 TgC in Boden und Vegetation gebunden wurden. Anschließend haben wir ein Pflanzenwachstumsmodell auf regionale Weizenerträge kalibriert und darauf basierend durchschnittliche Ertragslücken von 1.51-2.10 t ha−1 für natürliche (künstlich unbewässerte) und 3.14-3.30 t ha−1 für künstlich bewässerte Anbaubedingungen ermittelt. Die Karte der Ackerbrachflächen, räumlich-explizite Informationen über die Kohlenstoffspeicherung in Boden und Vegetation infolge der Ackerflächenaufgabe sowie unsere Ergebnisse der Ertragslückenberechnung haben wir zur Berechnung von Weizenproduktionspotenzialen verwendet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Europäische Russland erhebliche Potenziale mobilisieren kann – bis zu 32 Millionen Tonnen für künstlich unbewässerte Bedingungen – obwohl ausschließlich jüngere Ackerbrachen zur Rekultivierung in unserem Modell berücksichtigt wurden. Ältere Brachflächen haben häufig große Mengen Kohlenstoff in Boden und Vegetation gespeichert; die Rekultivierung ältere Brachflächen würde zu hohen Emissionen führen. Eine wesentliche Schlussfolgerung dieser Dissertation ist daher, dass Produktionssteigerungen vorrangig durch Flächenintensivierung der bestehenden Ackerflächen erzielt werden sollten. Allerdings können die Ergebnisse dieser Arbeit helfen, Brachen für die Rekultivierung zu bestimmen, deren Rekultivierung relativ geringe Kohlenstoffemissionen nach sich ziehten. Zudem können die Ergebnisse dieser Arbeit nützlich sein, landwirtschaftliche Produktionsmittel effizienter einzusetzen. / This dissertation addresses the primary objective to systematically quantify untapped agricultural potentials in European Russia, where widespread abandoned agricultural lands and large yield gaps co-exist. We developed a spatial allocation model to produce annual cropland and cropland abandonment maps. Feeding the new maps into a dynamic vegetation model revealed that 470 Tg of carbon was sequestered in soil and vegetation due to the abandonment of 31 million hectares of cropland. Thus, the environmental consequences limit the potential for cropland expansion to abandoned cropland. We then calibrated a crop growth model for provincial wheat yields in European Russia and found average yield gaps of 1.51–2.10 t ha−1 under rainfed conditions and 3.14–3.30 t ha−1 under irrigated conditions. The cropland abandonment maps, spatial information on carbon sequestration due to cropland abandonment, and the estimates of yield gaps allowed us to estimate the potential of European Russia to increase its wheat production and to account for the carbon tradeoffs of cropland expansion. We demonstrated that European Russia can substantially increase its wheat production (up to 32 Mt under rainfed conditions). This increase is despite a limited expansion of wheat cultivation to the recently abandoned cropland to reduce the trade-off from the high carbon emissions in re-cultivating older, abandoned cropland where most carbon is stored. Therefore, intensification of the existing croplands is recommended to be the major driver for future growth in agricultural production. This dissertation can help policy makers and agribusiness owners identify areas suitable for cropland expansion, better target agricultural inputs and infrastructures, as well as guide adaptation strategies to the volatile climate conditions. Moreover, this dissertation contributes to better identifying and balancing trade-offs between environmental impacts and increasing agricultural production in European Russia.

Mittels umweltpolitischer Programme von weltweit einzigartigem Ausmaß versucht China sowohl den menschlichen Druck auf die Landbedeckung zu mindern als auch eine nachhaltige Landnutzung zu fördern. Als Hotspot globaler Umweltveränderungen wurden insbesondere für die Innere Mongolei erhebliche Investitionen zur Renaturierung von Landoberflächen von der chinesischen Zentralregierung getätigt. Die Fernerkundung ist ein effektiver Ansatz für ein flächendeckendes Monitoring des Landnutzungswandels. Jedoch erschweren die limitierte Datenverfügbarkeit und das Fehlen verfügbarer Veränderungsanalysemethoden die Anwendung fernerkundlicher Techniken zum Monitoring von Landnutzung und ihrer Veränderungen. Um den Landnutzungswandel in der Inneren Mongolei verlässlich zu kartieren, wurden daher in einem ersten Schritt Möglichkeiten und Grenzen von Zeitreihen räumlich grob aufgelöster Fernerkundungsdaten für das Monitoring von Langzeitveränderungen der Landbedeckung untersucht. Im zweiten Schritt wurde ein Ansatz zur Erfassung von jährlichen Veränderungen zwischen mehreren Landnutzungsklassen entwickelt und angewandt. Die Ergebnisse zeigen, dass die chinesische Landnutzungspolitik seit dem Jahr 2000 wirksam zum Erhalt und zur Regenerierung von Waldökosystemen in der Inneren Mongolei beiträgt. Abnehmende Entwaldung und ein Zuwachs von Waldflächen sind insbesondere in jenen Regionen zu finden, in welchen die landnutzungspolitischen Maßnahmen umgesetzt wurden. Die Konvertierung von Ackerland zu Grasland wurde zumeist innerhalb anfälliger, klimatisch und topographisch ungeeigneter Gebiete beobachtet. Die vorliegende Dissertation veranschaulicht sowohl den Einfluss politischer Maßnahmen und zugrunde liegender sozio-ökonomischer Treiber auf die Landoberfläche als auch die Bedeutung von grob aufgelösten Fernerkundungsdaten und Zeitreihenanalysen für das Monitoring des Landnutzungswandels in großräumigen Gebieten. / Monitoring land use and land cover change (LULCC) support better interpretation about how land surfaces are impacted by human decisions. The overall aim of this thesis is to gain a better understanding about LULCC in Inner Mongolia using remote sensing under consideration of China’s land use policies. With the largest scale land restoration programs in the world, China aims to reduce human pressure on lands and promote sustainable land use. As a hot-spot of environmental change, Inner Mongolia received the heaviest investment from the central government for land restoration. Yet the effectiveness and consequences of China’s land use policies in Inner Mongolia remain unclear. Remote sensing is an effective tool for monitoring land use and land cover change across broad scales, yet data limitations and a lack of available change detection methods hampers the capacity of researchers to apply remote sensing techniques for LULCC monitoring. To reliably map LULCC in Inner Mongolia, the opportunities and limitations of using coarse resolution imagery time series for monitoring long-term land changes was first examined. Second, an approach detecting annual changes between multiple land categories was developed and applied in Inner Mongolia. Results indicate that China’s land use policies effectively preserved and recovered forest ecosystems in Inner Mongolia after the year 2000. The decreasing trends of deforestation and forest gain are obvious in the regions that implement China’s land use policies, which reflect the positive influence of the policy. Cropland retirement was mostly found in ecologically fragile areas where climate and topographic conditions are unsuitable for cultivation. This thesis reveals how political factors and other underlying social-economic drivers impact a country''s land surface, and highlights the values of using coarse resolution imagery and time series analysis for LULCC monitoring across large areas.

Der Übergang Europas in die Wissensgesellschaft ist durch die massive Ausbreitung wissenschaftlichen Wissens und dessen Eindringen in den ökonomischen Produktionsprozess gekennzeichnet. Für die Teilnahme von Regionen an der Wissensgesellschaft ist die Ausbildung junger Akademiker und deren Integration in den regionalen Arbeitsmarkt von entscheidender Bedeutung. In dieser Perspektive wird in der vorliegenden Arbeit die Erwerbssituation und die regionale Mobilität italienischer Hochschulabsolventen aus dem Mezzogiorno betrachtet. Die Untersuchung erfolgt anhand von zwei methodischen Ansätzen. Im ersten empirischen Teil wird umfangreiches Datenmaterial, u.a. die Hochschulabsolventenbefragung des italienischen Statistikamts, ausgewertet. Hierbei zeigt sich, dass der italienische Mezzogiorno trotz vergleichsweise niedriger Absolventenzahlen von einer extremen Jungakademikerarbeitslosigkeit gekennzeichnet ist: Zudem verlassen viele junge Süditaliener vor Studienbeginn oder nach Studienende ihre Heimat, um in Nord- oder Mittelitalien eine Arbeit zu finden, so dass von einem regelrechten Brain drain gesprochen werden kann. Im zweiten empirischen Teil der Arbeit werden in einer hermeneutischen Perspektive sowohl die Erwerbssituation als auch die Mobilitätsbereitschaft von Hochschulabsolventen in Sizilien untersucht. Mit Hilfe von biographisch orientierten, themenzentrierten qualitativen Interviews wird der Versuch unternommen, die Handlungsrationalitäten zu verstehen, die sich hinter den hohen Arbeitslosenzahlen verbergen. Es wird gezeigt, dass die sozialen, kulturellen und institutionellen Rahmenbedingungen die Entstehung komplexer Aktivitätsnetze begünstigen, die den Verbleib in Sizilien auch bei einer unbefriedigenden Erwerbssituation ermöglichen und zu einem permanenten Hinausschieben der Wanderungsentscheidung beitragen. Für die regionale Entwicklung Siziliens, wie auch der übrigen Regionen des Mezzogiorno, kann sich aber gerade der Verbleib junger Hochschulabsolventen in der Unterbeschäftigung als Standortvorteil für wissensorientierte Unternehmen und somit als Entwicklungspotential erweisen. / Europe''s transition towards the Knowledge Society is characterised by major advances in scientific knowledge and its infiltration of the economic production process. To fulfil their role in the Knowledge Society, regions must ensure that young academics can be educated and integrated into the regional labour market. In this perspective the book analyses the employment situation and the regional mobility of young academics in the Italian Mezzogiorno using two different empirical approaches. The first part of this paper investigates the employment situation and regional mobility of young Italian academics using data sources provided by the Italian statistical office, Istat. Despite its comparatively small academic population, the Italian Mezzogiorno is marked by extremely high unemployment levels among young academics. Furthermore, a large number of young Italians from the South leave their home region before starting university or after graduation in order to find jobs in Northern or Central Italy. The second section of this paper draws on empirical evidence to analyse the employment outlook and high level of emigration among young Sicilian graduates from a hermeneutic perspective. With the help of biographical, problem-oriented qualitative interviews, the author attempts to understand the culturally embedded rationalities that inform statistical evidence. Sicily''s social, cultural and institutional framework is shown to promote the growth of highly complex networks of activity that encourage young unemployed graduates to remain in unsatisfactory work environments and constantly postpone their decision to migrate. On a more positive note, the continued presence of young underemployed university graduates may be considered beneficial to the regional development of Sicily, as well as other parts of the Mezzogiorno, if interpreted as a regional advantage for knowledge-intensive industries in their search for new locations.

Urbane Räume sind aufgrund ihrer hohen Bevölkerungsdichtes sowie gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Bedeutung besonders exponiert gegenüber äußeren Einflüssen und Umweltbelastungen. Sie sind klimatische Ungunsträume, in welchen sich besonders bei starken Hitzeereignissen eine hohe gesundheitliche Belastung entwickelt. Zudem sind Städte durch eine beträchtliche Lärmbelastung und Luftverschmutzung belastet. In der vorliegenden Dissertation wurde eine umweltbezogene Risikoanalyse anhand von Landschaftsstrukturmaßen umgesetzt, in dem Leipziger Stadtstrukturtypen hinsichtlich ihrer Belastung durch Verkehrslärm, Feinstaub und Oberflächentemperaturen untersucht wurden. Die höchsten Belastungen an Lärm und Feinstaub, als auch die höchsten Oberflächen-temperaturen treten in den Wohngebieten auf. Grünflächen und Kleingartenanlagen bilden dagegen Erholungsräume mit geringeren Oberflächentemperaturen und hohen Anteilen gering belasteter Flächen durch Lärm und Feinstaub. Eine gleichzeitige Analyse der vorhandenen Strukturmerkmale, Bebauungshöhe und Anteil an bebauter Fläche, ermöglichte die Betrachtung der Beeinflussung durch bestimmte Baustrukturen und deren Anordnung. Der Einsatz von Landschaftsstrukturmaßen ermöglicht eine kostengünstige und effiziente Analyse von Umweltbelastungen wie Lärm, Feinstaub und Hitze von unterschiedlichen Stadtstrukturtypen. Anhand von Landschaftsstrukturmaßen können die mit Stadtumbau und Neubau einhergehenden Verbesserungen oder Verschlechterungen der Luftschadstoff- und Lärmbelastung sowie Oberflächentemperaturen identifiziert werden. / In cause of their high population-density as well as social and economic importance, urban areas are particularly sensitive to external influences and environmental pollution. Under climate change and high noise and air pollution, green spaces, such as parks and urban forests, become increasingly important. The identification of highly polluted areas within the city or its residential districts can be helpful for city planners to proactively plan these areas and create open spaces. Sustainable effects on well-being and human health will be the outcome. The dissertation implemented an environmental risk analysis has been based on the quantitative concept of the landscape metrics. Typical structure types in Leipzig have been analysed for their exposure to traffic noise, air pollution and surface temperatures. The highest exposures of noise and airborne particles, as well as the highest surface temperatures were found in residential areas. In contrast green spaces and allotments form recreation areas with lower surface temperatures and high percentages of low exposured areas of noise and air pollution. A simultaneous analysis of existing structural features, building height and proportion of built area, allowed the consideration of the influence of certain structural conditions. The use of landscape metrics offered a cost-efficient analysis of the structure types and the prevailing exposure of the three environmental stressors. Bases on metrics such as edge and patch density and diversity indicés, land use structure changes going along with improvements or worsening of air and noise pollution as well as surface temperatures can be straightforward identified.

Zweitveröffentlichung / Gemeinschaftsgärten unterscheiden sich von anderen urbanen Grünflächen dadurch, dass sie gemeinschaftlich und überwiegend unentgeltlich angelegt und gepflegt werden und einer breiteren Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Marit Rosol führt in ihrer stadtgeographischen Dissertation Gemeinschaftsgärten als einen neuen Freiraumtyp ein und analysiert ihn im Kontext aktueller Tendenzen der Freiraumpolitik, der Forschungen zum bürgerschaftlichen Engagement sowie des Wandels von Staat und Planung. Anhand von neun Berliner Fallbeispielen werden Gemeinschaftsgärten umfassend charakterisiert. Motive und Ziele der relevanten AkteurInnen werden ebenso herausgearbeitet wie Potenziale, Schwierigkeiten und Risiken. Schließlich leitet die Autorin praktische Handlungsempfehlungen sowohl für die GartenaktivistInnen als auch für die räumliche Planung ab. Dabei wird auch auf aktuelle Erfahrungen „grüner Zwischennutzungen“ sowie der community gardens in New York, Toronto und Seattle verwiesen. Gemeinschaftsgärten entstehen derzeit – so die These der Arbeit –vor dem Hintergrund eines gesellschaftlichen Wandels, der einerseits Freiräume für BewohnerInnen schafft, andererseits auch die Gefahr einer Abwälzung bislang kommunaler Aufgaben sowie eine ungleiche Versorgung mit öffentlichen Freiräumen befürchten lässt. Mit der Untersuchung der Bedingungen und Grenzen freiwilligen Engagements leistet die Arbeit einen empirischen und theoretischen Beitrag zur Diskussion um Stand und Entwicklung kommunaler Infrastrukturen. / Community gardens differ from other urban green spaces like parks or allotments, because they are managed collectively and mostly voluntarily and are open to a broader public. Marit Rosol introduces community gardens as a new type of urban green spaces in Germany and analyses it in the context of landscape planning politics, research concerning civic engagement and changes of the (local) state and spatial planning. Based on qualitative research, especially in-depth interviews, nine Berlin case study community gardens are described comprehensively. Motivation and aims of the relevant actors as well as potentials, difficulties and risks are shown. Moreover the author gives practical advise both for gardening activists as for urban planners. For this purpose she also draws on experiences with “green” temporary uses as well as with community gardens in New York, Toronto and Seattle. Community gardens are currently coming into being in Berlin - so the thesis of the work - because of changes in society, which open up new opportunities for residents, but also imply the risk of downloading former state responsibilities onto them and unequal provision with open green spaces. With the study on conditions and barriers of voluntary engagement the work makes a theoretical and empirical contribution to the debates of state and development of municipal infrastructures.

Die Arbeit behandelt eine Reihe zusammenhängender Veränderungen, die nach dem Fall der Mauer im Ostteil von Berlin stattfanden. In drei Aufsätzen wird die Geschichte des unmittelbaren Wandels der Diskurse über Raumtypologien dargestellt, die symbolische Aneignung beschrieben, die in den Aushandlungsprozessen um die Schaffung einer vereinten Berliner Innenstadt stattfand und die Auswirkungen der Veränderungen in der diskursiven und symbolischen Neuausrichtung am Beispiel der Entwicklung zweier Berliner Bezirke veranschaulicht. Die Ergebnisse entstammen dabei einem Methoden-Mix aus verschiedenen Ansätzen der semiotischen Analyse und Diskursanalyse sowie der Auswertung demographischer Daten. Das Projekt gliedert sich in fünf Leithypothesen: H1: Semiotik ist eine effektive analytische Methode für die Untersuchung von Kulturlandschaften. H2: Die symbolische Landschaft Ostberlins nach 1990 wurde von einem „westlichen“ kulturellen Mythos beherrscht, der sich im symbolischen Kapital und im Architekturstil der neuen/alten Hauptstadt niederschlug. H3: Der Wandel der symbolischen Landschaft Ostberlins nach 1990 ist Ausdruck eines auf die Zeit vor dem zweiten Weltkrieg verengten historischen Narrativs. H4: Die diskursive Übertragung hatte konkrete Auswirkungen auf die räumliche und demographische Entwicklung der Ost-Berliner Bezirke. H5: Die Ursache für die Stigmatisierung Berlin-Marzahns direkt nach der deutschen Wiedervereinigung lag primär in dieser diskursiven Übertragung. Die fünf Hypothesen werden in dem Projekt erfolgreich überprüft und bestätigt. Der Methoden-Mix erweist sich als gut geeignet für die strukturelle Analyse von Kulturlandschaften. Sowohl diese Analyse als auch die daraus entwickelte Theorie, dass die Symbole der herrschenden ökonomischen, politischen oder kolonialen Macht, die in die Kulturlandschaft eingebettet sind, „gelesen“ werden können, weisen vielversprechende Anknüpfungspunkte für weitere Forschungskontexte auf. / This dissertation describes a range of connected changes that took place in the eastern half of Berlin after the fall of the Berlin Wall. The three articles tell the story of immediate changes to discourses about built spaces and built space forms (article 1), symbolic appropriations in the negotiations surrounding the creation of a new unified Berliner inner-city (article 2), and the effect of the changes in discursive and symbolic restructurings in the subsequent development of two Berlin districts with different built space types (article 3). Under the framework of grounded theory, this project operationalized several semiotic analysis techniques for the study of the cultural landscape and combined these with discourse analysis and demographic data to derive the results presented in the three articles described above. The project was guided by five hypotheses: H1: Semiotics is an effective analytical method for the analysis of cultural landscapes. H2: The symbolic landscape of East Berlin after 1990 was dominated by a western cultural mythos which pervaded the symbolic capital and architectural style of the new/old capital city. H3: The changes to the symbolic landscape of East Berlin after 1990 reflected a very specific and narrow pre-WWI historical narrative. H4: This discursive transference had tangible material effects on the material and demographic development of the Eastern districts. H5: The stigmatization of Berlin-Marzahn directly after German reunification was primarily due to this discursive transference. All five hypotheses could be successfully tested and validated from the empirical research. The mix of methods presented in this project proved well-suited to the structural analysis of cultural landscapes. Both it and the theory developed, namely that the narrative of the dominant power, economic, political, or colonial, can be “read” by examining the symbols embedded in the cultural landscape, would benefit from further research in other contexts.

Durch den Prozess der Urbanisierung verändert die Menschheit die Erdoberfläche in großem Ausmaß und auf unwiederbringliche Weise. Die optische Fernerkundung ist eine Art der Erdbeobachtung, die das Verständnis dieses dynamischen Prozesses und seiner Auswirkungen erweitern kann. Die vorliegende Arbeit untersucht, inwiefern hyperspektrale Daten Informationen über Versiegelung liefern können, die der integrierten Analyse urbaner Mensch-Umwelt-Beziehungen dienen. Hierzu wird die Verarbeitungskette von Vorverarbeitung der Rohdaten bis zur Erstellung referenzierter Karten zu Landbedeckung und Versiegelung am Beispiel von Hyperspectral Mapper Daten von Berlin ganzheitlich untersucht. Die traditionelle Verarbeitungskette wird mehrmals erweitert bzw. abgewandelt. So wird die radiometrische Vorverarbeitung um die Normalisierung von Helligkeitsgradienten erweitert, welche durch die direktionellen Reflexionseigenschaften urbaner Oberflächen entstehen. Die Klassifikation in fünf spektral komplexe Landnutzungsklassen wird mit Support Vector Maschinen ohne zusätzliche Merkmalsextraktion oder Differenzierung von Subklassen durchgeführt. Eine detaillierte Ergebnisvalidierung erfolgt mittels vielfältiger Referenzdaten. Es wird gezeigt, dass die Kartengenauigkeit von allen Verarbeitungsschritten abhängt: Support Vector Maschinen klassifizieren Hyperspektraldaten akkurat aber die Kartengenauigkeit wird durch die Georeferenzierung deutlich gemindert; die Versiegelungskartierung stellt die Situation am Boden gut dar, aber die Überdeckung versiegelter Flächen durch Bäume bedingt systematische Fehlschätzungen; eine Bildsegmentierung führt zu keiner Verbesserung der Klassifikationsergebnisse, bietet jedoch eine sinnvolle Möglichkeit zur effektiveren Prozessierung durch Datenkomprimierung. Auf diesem Weg ermöglicht die vorliegende Arbeit Rückschlüsse zur Verlässlichkeit von Datenprodukten, die eine Ausweitung fernerkundlicher Analysen in weniger gut dokumentierte urbane Räume voranbringt. / Urbanization is one of the most powerful and irreversible processes by which humans modify the Earth''s surface. Optical remote sensing is a main source of Earth observation products which help to better understand this dynamic process and its consequences. This work investigates the potential of airborne hyperspectral data to provide information on urban imperviousness that is needed for an integrated analysis of the coupled natural and human systems therein. For this purpose the complete processing workflow from preprocessing of the raw image to the generation of geocoded maps on land cover and impervious surface coverage is performed using Hyperspectral Mapper data acquired over Berlin, Germany. The traditional workflow for hyperspectral data is extended or modified at several points: a normalization of brightness gradients that are caused by directional reflectance properties of urban surfaces is included into radiometric preprocessing; support vector machines are used to classify five spectrally complex land cover classes without previous feature extraction or the definition of sub-classes. A detailed assessment of such maps is performed based on various reference products. Results show that the accuracy of derived maps depends on several steps within the processing workflow. For example, the support vector machine classification of hyperspectral data itself is accurate but geocoding without detailed terrain information introduces critical errors; impervious surface estimates correlate well with ground data but trees covering impervious surface below generally causes offsets; image segmentation does not enhance spectral classification accuracy of the spatially heterogeneous area but offers an interesting way of data compression and more time effective processing. Findings from this work help judging the reliability of data products and in doing so advance a possible extension of urban remote sensing approaches to areas where only little additional data exists.

Die vorliegende Dissertation beinhaltet eine detaillierte Analyse traditioneller und moderner Bioenergie, sowie deren möglicher Entwicklungspfade und Auswirkung auf Ernährungssicherheit im ländlichen Tansania. Die Arbeit bereichert die wissenschaftlichen Debatten mittels Aufzeigen von Optionen der nachhaltigen Produktion und Verbrauch von Bioenergie. Der Komplex wird in vier separaten und begutachteten Fachartikeln (drei publiziert, einer under review) bearbeitet. Alle Publikationen erzielen Aussagen für vier Einkommensgruppen auf lokaler Ebene. Für eine optimale Analyse ist die Arbeit thematisch in die Forschungsgebiete traditionelle und moderne Bioenergie unterteilt, die sich auch in den Kapiteln bzgl. des aktuellen Forschungsstandes sowie der Abfolge der Fachartikel widerspiegeln. Die erste Publikation beschäftigt sich mit traditionellem Bioenergiekonsum und der postulierten Einführung eines feuerholz-spezifischen, energetisch optimierten Kochers in dem Hauptuntersuchungsdorf Laela. Die Effekte einer Einführung von technologisch optimierten Holzkohlemeilern werden in der zweiten Publikation widergegeben. Nach diesem Fokus auf traditionelle Bioenergie analysiert der dritte Artikel die Effekte auf Nahrungsmittelsicherheit, die sich aus der angenommenen Verstromung von Pflanzenölen ergeben. Der vierte Artikel analysiert die Möglichkeiten einer erhöhten Palmölproduktion und leitet Ergebnisse für die tansanische Region Kigoma ab. Eine finale Empfehlung dieser Dissertation ist, dass die Verbreitung und Nutzung von verbesserten Kochern stark erhöht werden muss. Gleichzeitig sollten politischen Maßnahmen ergriffen werden, die Zugang und Verfügbarkeit von verlässlicher, erschwinglicher und nachhaltiger traditioneller wie moderner Bioenergie garantieren. Zudem muss die Etablierung einer effizienteren wie nachhaltigeren Holzkohle-Wertschöpfungskette vorangetrieben werden. Pflanzenölbasierte Elektrizitätsproduktion dagegen wirkt sich negativ auf die Ernährungssicherheit aus. / This PhD thesis provides a detailed analysis of the traditional and modern bioenergy situation as well as their development pathways and their respective influence on food security in case study villages in rural Tanzania. It adds to the current literature as it provides a profound understanding of how to enhance and sustain bioenergy production and consumption in terms of resource capacity and overall sustainability. For this, it comprises four peer-reviewed papers (3 published, one under review). All papers derive results for four income groups at local level. For an optimized analysis, the dissertation is thematically subdivided into the research areas of traditional and modern bioenergy which is displayed in the state of art research sections as well as the clustering of the papers. The first paper focuses on traditional bioenergy consumption and the potential introduction of a firewood-efficient stove in the major case-study village Laela. The effects of the introduction of more efficient kiln technology on resource consumption in the same village are mirrored in the second publication. After this focus on traditional bioenergy, the third paper investigates food security effects resulting out of the assumed use of vegetable oil for electrification purposes. The fourth paper analyses options for increased palm oil production and derives results for the Tanzanian region of Kigoma. The final recommendation of the thesis is that the prevalence and use of improved stoves needs to be increased substantially. Simultaneously, policy measures that foster the access to and availability of reliable, affordable and sustainable traditional as well as modern energy should be implemented. Furthermore, the establishment of a more efficient and sustainable charcoal value chain needs to be promoted. Vegetable oil based electrification, however, does not contribute towards food security.

Die Arbeit beinhalted verschiedene Studien, die die Grundwasser (GW)-Oberflächenwasser (OW)-Interaktion im Norddeutschen Tiefland untersuchen. Dabei werden zwei Ansätze verfolgt: der hydrogeologische und der limnologische Ansatz. Ersterer betrachtet die Interaktionen aus dem Blickpunkt der unterirdischen Wasserbewegung. Diese ist hauptsächlich gesteuert durch die Verteilung der hydraulische Leitfähigkeit (Sediment) und des hydraulischen Gradienten. Es ist immer noch eine Herausforderung beide Steuerungsgrößen richtig abzuschätzen. Mit neuen Ansätzen, welche auf der Wechselwirkung zwischen verschiedenen Landschafskomponenten basieren (Wasserstände, Topographie, Vegetation, Nährstoffe), wurde klein- bis mesoskalige Sedimentverteilungen in einer Aue untersucht und beschrieben. Des Weiteren konnte mit einem einfachen Grundwassermodell gezeigt werden, das verschiedene Grundwasserstonckwerke (regionale Skala) die Interaktion zwischen GW und einem See beeinflussen können. Der limnologische Ansatz basiert auf der Annahme, dass Bereiche in einem See identifiziert werden können an denen Grundwasser zutritt. In der vorliegenden Arbeit, wurden eine Methode getestet, die auf der unterschiedlichen Temperatur von beiden Wasserkörpern basiert: Im Frühjahr ist das GW wärmer als das Seewasser und sollte sich an der Seeoberfläche einschichten. Mittels thermalen Luftbildaufnahmen sollten somit Grundwasserzutritte identifizierbar sein. Die Studien aber zeigten, dass dies nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich ist und seeinterne Prozesse bei der Interpretation der Temperaturverteilung an der Seeoberfläche berücksichtigt werden müssen. Somit besteht noch ein erhöhter Forschungsbedarf bezüglich des limnologischen Ansatzes. Dennoch birgt dieser ein großes Potential, denn er eröffnet die Möglichkeit kurzfristig auf grundwasserbürtige Einträge in OW direkt an der Sediment-Wasser-Grenze zu reagieren und verschafft somit Zeit für aufwändigere hydrogeologische Untersuchungen. / The thesis constists of different studies, which are investigating groundwater-surface water interaction in North-German-Lowlands. Therefore, two different approaches were used: the hydrogeological and the limnological one. The former is based on the classical hydrogeological point of view: the subsurface water movement is mainly driven by hydraulic conductivity (sediment) and the hydraulic gradient. However, the characterisation of both is still a challange. Different methods were used to characterize small- and meso-scale sediment distributions within a lowland floodplain. These are based on the interactions of different landscape components (water level fluctuations, topography, vegetation, nutrient distributions). Furthermore, a simple groundwater model was set up to illustrate how regional groundwater flow impacts local groundwater-lake interactions. The limnological approach is based on the assumption that areas of groundwater exfiltration into a lake are detectable directly at the sediment-water interface. For this purpuse, it was assuemed that temperature differences between both water bodies could be used as follows: in spring the groundwater temperature is higher than that of lakes. Hence, the warmer groundwater float on the lake surface. That should be detectable by thermal infrared imaging. However, the studies could illustrate, that this is only true for specific conditions. Furthermore, lake internal processes need to be considered for interpreting temperature distributions at the lake surface. As a consequence, the limnological approach requires more research activities, since it gives the opportunity to initate short-term measures on groundwater inputs in surface waters. This would also guarantee larger time spans for time-consuming hydrogeological studies.