Die im Zentrum der Dissertation stehende Entwicklung eines strategischen Ansatzes zur Kombination von angebotsorientiertem Leerstands- bzw. Flächenmanagement mit nachfrageorientierten Standortplanungs- und -analyseinhalten des Handels zielt auf die Sicherung attraktiver und zukunftsfähiger Einzelhandelsstrukturen. Das Ergebnis stellt einen auf der Seite der Kommunen umzusetzenden gesamtstädtischen Informations-, Management- und Vermarktungsansatz dar, der die Einzelhandelsentwicklung der City-, Stadtteil- und Nebenlagen stützt und die wohnortnahe Grundversorgung sicherstellt. Die Basis des Strategischen Managementansatzes beruht auf der Kopplung von existierenden Ansätzen, Verfahren und Techniken mit den Ergebnissen von drei empirischen Analysen, in denen theoretisch erarbeitete Faktoren der Praxis gegenübergestellt und zusätzliche für die Ansatzerarbeitung und Umsetzung relevante Aspekte empirisch-theoriegeleitet erhoben worden sind. Aus den theoretischen und empirischen Vorarbeiten ist der Strategische Managementansatz anschließend in Form verschiedener, miteinander gekoppelter Bausteine zusammengestellt worden. Der erste Baustein besteht aus organisatorischen, institutionellen und verfahrensspezifischen Festsetzungen. Der zweite Baustein spiegelt Inhalte und Maßnahmen wider, über die der Erhalt bestehender und der Ausbau attraktiver Einzelhandelsstrukturen im Rahmen operativer Tätigkeiten sichergestellt werden soll. Der dritte Baustein stellt die Umsetzung dieses Leistungsspektrums mittels Geoinformationstechnologie dar. Die Dissertation schließt mit einer Überprüfung der Realisierbarkeit des theoretisch erarbeiteten Managementansatzes. Dazu ist eine beispielhafte Entwicklung einschließlich der Umsetzung des angestrebten Leistungs- bzw. Funktionsspektrums am Beispiel der niedersächsischen Gemeinde Bramsche durchgeführt worden.

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Die Gewässergütebewirtschaftung von Flussgebieten stellt komplexe Anforderungen an Entscheidungsträger. Im Elbe-DSS wurden hierzu existierende Modelle in einem Softwareframework zusammengeführt und mit adäquaten Benutzerschnittstellen versehen. Ausgehend von einer Anforderungsanalyse unter Einbeziehung potentieller zukünftiger Endnutzer wurde ein modularer Systemaufbau gewählt: die Module Einzugsgebiet, Fließgewässernetz, Hauptstrom und Flussabschnitt, von denen die ersten beiden Gegenstand der vorliegenden Arbeit sind. Der Zustand des Gesamtsystems wird anhand von Entwicklungszielen und zugehöriger Indikatoren beschrieben. Ein angepasster umfassender Maßnahmenkatalog ermöglicht es, Reaktionen des Systems auf Steuerungseingriffe vorherzusagen. Erweitert werden die Analysemöglichkeiten durch die Einbeziehung externer Szenarien, die frei mit den vorhandenen Maßnahmen kombiniert werden können. Für die in den Modulen Einzugsgebiet und Fließgewässernetz behandelten Themenfelder Abflussentstehung, Einträge aus Punkt- und diffusen Quellen sowie chemische Gewässerqualität wurden vier Modelle ausgewählt: das Niederschlags-Abflussmodel HBV-D und das Nährstoffbilanzmodel MONERIS, ergänzt durch das Flächenbilanzmodell für Nährstoffüberschüsse landwirtschaftlicher Flächen von Bach & Frede im Einzugsgebietsmodul und das Stofftransportmodell GREAT-ER im Fließgewässermodul. Zwischen den Modellen sowie zwischen den Modellen und den Maßnahmen, externen Szenarien und Indikatoren wurden Schnittstellen definiert und Daten und Prozessvereinheitlicht. Die technische Implementierung des gekoppelten Systems wurde umfangreich getestet und anhand vorliegender Monitoringdaten validiert, Reaktionen des Systems auf Maßnahmen und externe Szenarien anhand von Beispielanwendungen auf Plausibilität hin überprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass das integrierte Modellsystem viele Fragen der Gewässergütebewirtschaftung bearbeiten und damit Hilfestellungen für Entscheidungen in diesem Bereich liefern kann.

In der Arbeit werden Möglichkeiten des Einsatzes von Digitalen Geländemodellen (DGM) im Kontext des Hochwasserrisikomanagements aufgezeigt, wobei die Anwendung hochauflösender Laserscandaten im Fokus steht. Zunächst wird die Notwendigkeit der wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit Hochwassergefahren hervorgehoben. Dies schließt die Betrachtung der Bedeutung von Geodaten (insbesondere DGM) im Hochwasserrisikomanagement ein. Es folgt eine Darstellung der verwendeten Daten, begleitet von einer Zusammenstellung von Methoden zur großflächigen Erfassung des Georeliefs und einer kurzen Einführung in die Hochwassermodellierung. Die wissenschaftlichen Arbeitsziele werden im Kontext eines interdisziplinären Projektes zur Hochwasserrisikoforschung definiert, in welchem DGM erstmals auch als dynamische Komponente des Risikosystems aufgefaßt werden. Die Arbeitsziele umfassen in diesem Zusammenhang die Entwicklung von automatisierten Methoden zur Gewinnung von Informationen über Deiche, insbesondere über deren genaue Lage und Höhe, und zur Modellierung von Deichgeometrien. Nach der Umsetzung und Erprobung der Verfahren in einem Geoinformationssystem wird der Prototyp einer Softwareanwendung vorgestellt, der eine automationsgestützte und nutzerfreundliche Realisierung der entwickelten Methoden erlaubt. Der Teil Deichmodellierung in Digitalen Geländemodellen beschreibt theoretische Grundlagen zur Realisierung eines speziell auf Hochwasserschutzdeiche ausgerichteten Geoinformationssystems. Es wird der Begriff des Digitalen Deichmodells (DDM) eingeführt und dessen Modellstruktur sowie Möglichkeiten zu Datenerfassung und -pflege mittels hochauflösender Laserscan-DGM erläutert. Weiterhin werden bestehende Methoden der Objekterkennung in DGM zum Zweck der Deichdetektion und -extraktion adaptiert und ein neues Verfahren entwickelt, das speziell die geometrischen Spezifika von Deichen berücksichtigt. Mit den vorgestellten Verfahren wird deren weitgehend automatisierte Erfassung und Kartierung ermöglicht. Das DDM wird derart konzipiert, daß sowohl Rückbau, Verlegung als auch die Erhöhung von Deichen im Modell umsetzbar sind. Damit wird letztlich die Simulationsfähigkeit bzw. Veränderlichkeit eines DGM als Basis für Hochwassersimulationen realisiert. Im Kapitel Vereinfachte GIS-basierte Überflutungssimulationen wird ein Konzept zur vereinfachten GIS-basierten Folgenabschätzung von Deichbrüchen vorgestellt. Dafür werden bestimmte Modellannahmen getroffen und zur Überflutungsmodellierung herangezogen. Die Ergebnisse werden im Rahmen der Modellannahmen kritisch als Möglichkeit der Abschätzung von im Extremfall zu erwartenden Wasserständen in Überschwemmungsgebieten bewertet. Nach der Dokumentation der praktischen Umsetzung der vorgestellten Verfahren werden die Ergebnisse diskutiert und Ausblicke zur nötigen bzw. möglichen weiteren Forschungsarbeiten gegeben. Der Anhang der Arbeit enthält Karten und eine Dokumentation des Programms Diketools, das als Prototyp einer Deichmodellierungssoftware implementiert wurde. / This study examines possibilities of using Digital Terrain Models (DTM) in the context of flood risk management. Thereby the focus lies on the application of high-resolution laserscan data. First the necessity of the scientific examination of flood hazards is underlined which implies the consideration of geodata (especially DTM). This is followed by an overview of methods of large-area data acquisition of the earth surface as well as a short introduction into flood modelling. The scientific objectives of this study are defined within the context of a multidisciplinary research project which for the first time considers DTM as a dynamic component in the flood risk system. The objectives resulting from this point of view comprise the development of automated methods of acquiring information on dikes. Here the exact locations of dikelines and their crest levels are of special interest. The modelling of new dike geometries and their implementiation into existing DTM data is also included. Chapter 4 (Deichmodellierung in Digitalen Geländemodellen, engl.: Dike Modelling in Digital Terrain Models) describes the theoretical fundamentals of the realisation of an information system focused on flood protection dikes. Here the term Digital Dike Model (DDM) is introduced. Accordingly its model structure is defined and possibilities of data retrieval and data management by means of high-resolution laserscan terrain models are shown. The detection and extraction of dikes is accomplished by the adaption of existing object-extraction methods. Also a new procedure has been developed which accounts for dike-specific geometrical characterisations. The presented methods enable the automated identification and mapping of dikes. The Digital Dike Model has been designed to allow the removal and relocation of dikes as well as their heightening within the model. Hereby the desired changeability of Digital Terrain Models is realised as a basis for flood simulations. In Chapter 5 (GIS-basierte Überflutungssimulationen, engl.: Simplified GIS-based Flood Modelling) a concept for a simplified estimation of dike-breach induced floodings by means of GIS-based procedures is presented. This implies the definition of certain model assumptions which are adopted when performing flood simulations. The results are discussed and the use of this method for estimating maximum flood impacts is evaluated. These parts of the thesis are followed by the discussion of the results. In the end an outlook for further research is given. The appendix of this work includes maps and a documentation of the Diketools which has been implemented as a prototype of a dike-modelling software.

In der Arbeit werden Möglichkeiten des Einsatzes von Digitalen Geländemodellen (DGM) im Kontext des Hochwasserrisikomanagements aufgezeigt, wobei die Anwendung hochauflösender Laserscandaten im Fokus steht. Zunächst wird die Notwendigkeit der wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit Hochwassergefahren hervorgehoben. Dies schließt die Betrachtung der Bedeutung von Geodaten (insbesondere DGM) im Hochwasserrisikomanagement ein. Es folgt eine Darstellung der verwendeten Daten, begleitet von einer Zusammenstellung von Methoden zur großflächigen Erfassung des Georeliefs und einer kurzen Einführung in die Hochwassermodellierung. Die wissenschaftlichen Arbeitsziele werden im Kontext eines interdisziplinären Projektes zur Hochwasserrisikoforschung definiert, in welchem DGM erstmals auch als dynamische Komponente des Risikosystems aufgefaßt werden. Die Arbeitsziele umfassen in diesem Zusammenhang die Entwicklung von automatisierten Methoden zur Gewinnung von Informationen über Deiche, insbesondere über deren genaue Lage und Höhe, und zur Modellierung von Deichgeometrien. Nach der Umsetzung und Erprobung der Verfahren in einem Geoinformationssystem wird der Prototyp einer Softwareanwendung vorgestellt, der eine automationsgestützte und nutzerfreundliche Realisierung der entwickelten Methoden erlaubt. Der Teil Deichmodellierung in Digitalen Geländemodellen beschreibt theoretische Grundlagen zur Realisierung eines speziell auf Hochwasserschutzdeiche ausgerichteten Geoinformationssystems. Es wird der Begriff des Digitalen Deichmodells (DDM) eingeführt und dessen Modellstruktur sowie Möglichkeiten zu Datenerfassung und -pflege mittels hochauflösender Laserscan-DGM erläutert. Weiterhin werden bestehende Methoden der Objekterkennung in DGM zum Zweck der Deichdetektion und -extraktion adaptiert und ein neues Verfahren entwickelt, das speziell die geometrischen Spezifika von Deichen berücksichtigt. Mit den vorgestellten Verfahren wird deren weitgehend automatisierte Erfassung und Kartierung ermöglicht. Das DDM wird derart konzipiert, daß sowohl Rückbau, Verlegung als auch die Erhöhung von Deichen im Modell umsetzbar sind. Damit wird letztlich die Simulationsfähigkeit bzw. Veränderlichkeit eines DGM als Basis für Hochwassersimulationen realisiert. Im Kapitel Vereinfachte GIS-basierte Überflutungssimulationen wird ein Konzept zur vereinfachten GIS-basierten Folgenabschätzung von Deichbrüchen vorgestellt. Dafür werden bestimmte Modellannahmen getroffen und zur Überflutungsmodellierung herangezogen. Die Ergebnisse werden im Rahmen der Modellannahmen kritisch als Möglichkeit der Abschätzung von im Extremfall zu erwartenden Wasserständen in Überschwemmungsgebieten bewertet. Nach der Dokumentation der praktischen Umsetzung der vorgestellten Verfahren werden die Ergebnisse diskutiert und Ausblicke zur nötigen bzw. möglichen weiteren Forschungsarbeiten gegeben. Der Anhang der Arbeit enthält Karten und eine Dokumentation des Programms Diketools, das als Prototyp einer Deichmodellierungssoftware implementiert wurde. / This study examines possibilities of using Digital Terrain Models (DTM) in the context of flood risk management. Thereby the focus lies on the application of high-resolution laserscan data. First the necessity of the scientific examination of flood hazards is underlined which implies the consideration of geodata (especially DTM). This is followed by an overview of methods of large-area data acquisition of the earth surface as well as a short introduction into flood modelling. The scientific objectives of this study are defined within the context of a multidisciplinary research project which for the first time considers DTM as a dynamic component in the flood risk system. The objectives resulting from this point of view comprise the development of automated methods of acquiring information on dikes. Here the exact locations of dikelines and their crest levels are of special interest. The modelling of new dike geometries and their implementiation into existing DTM data is also included. Chapter 4 (Deichmodellierung in Digitalen Geländemodellen, engl.: Dike Modelling in Digital Terrain Models) describes the theoretical fundamentals of the realisation of an information system focused on flood protection dikes. Here the term Digital Dike Model (DDM) is introduced. Accordingly its model structure is defined and possibilities of data retrieval and data management by means of high-resolution laserscan terrain models are shown. The detection and extraction of dikes is accomplished by the adaption of existing object-extraction methods. Also a new procedure has been developed which accounts for dike-specific geometrical characterisations. The presented methods enable the automated identification and mapping of dikes. The Digital Dike Model has been designed to allow the removal and relocation of dikes as well as their heightening within the model. Hereby the desired changeability of Digital Terrain Models is realised as a basis for flood simulations. In Chapter 5 (GIS-basierte Überflutungssimulationen, engl.: Simplified GIS-based Flood Modelling) a concept for a simplified estimation of dike-breach induced floodings by means of GIS-based procedures is presented. This implies the definition of certain model assumptions which are adopted when performing flood simulations. The results are discussed and the use of this method for estimating maximum flood impacts is evaluated. These parts of the thesis are followed by the discussion of the results. In the end an outlook for further research is given. The appendix of this work includes maps and a documentation of the Diketools which has been implemented as a prototype of a dike-modelling software.

Thema dieser Arbeit ist die automatisierte grafische Aufarbeitung der Rohdaten einer Wetter- oder Klimaprognose für das Internet, um eine interaktive Anwendung zur Betrachtung der Daten zu erhalten. Im Internet finden sich zwar Wetterdarstellungen, die gute Ansätze aufweisen, allerdings werden interaktive und dynamische Techniken nur wenig genutzt. Daher wurde erstmalig eine Software erstellt, mit der eine komplexe Web Mapping Applikation generiert werden kann, die sowohl für die Darstellung von allgemeinen geographischen Daten, als auch für die Visualisierung von räumlichen Daten mit einem zeitlichen Aspekt geeignet ist. Besonderen Wert wurde auf die Visualisierung von Wetterdaten gelegt, die in der Web Mapping Applikation komfortabel eingebunden werden können. Dadurch ist es möglich, eine interaktive und dynamische Visualisierung einer Wettervorhersage im Internet zu präsentieren. Zusätzlich wurde darauf geachtet, dass die Visualisierung einer Wettervorhersage in Kombination mit der Web Mapping Applikation automatisiert erfolgt und dennoch sehr frei und einfach konfiguriert werden kann. Es ist keinerlei Fremdsoftware erforderlich, um eine solche Web Mapping Anwendung zuerzeugen. Lediglich die zu visualisierenden Daten müssen vorhanden sein. Die in der Web Mapping Applikation vorhandenen Daten sind frei kombinierbar, Ausschnitte können gezielt betrachtet werden, eine Navigation durch die Zeit wird ermöglicht und die Wettervorhersagedaten können mit einer beliebig genauen Geographie versehen werden. Dadurch ist es erstmals gelungen eine komfortable Wettervorhersage für das Internet zu präsentieren, die eine umfangreiche Analyse der kommenden Wetterlage erlaubt. Um die Anwendbarkeit der automatisierten Prozesskette zu demonstrieren, kann eine täglich aktualisierte interaktive Wettervorhersage für Europa unter folgender URL betrachtet werden: http://www.svg-weather.de

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