Schrumpfungsprozesse bestimmen seit Ende der 1990er Jahre zunehmend die Stadtentwicklung in den Neuen Bundesländern. Demografischer und ökonomischer Wandel gelten als wesentliche Ursachen für einen massiven Nachfragerückgang und erhebliche Leerstände im Wohnungsbestand. Im Zuge des Programms "Stadtumbau Ost“ werden die ungenutzten Wohngebäude abgerissen. Sowohl in Stadtzentren als auch in Randlagen erstrecken sich nicht mehr bebaute Areale, da sich nur für wenige Freiflächen eine bauliche Nachnutzung findet. Freiraumplanerische Konzepte und Maßnahmen werden möglich, aber auch notwendig für den Umgang mit den frei gewordenen Flächen und bieten gleichzeitig Potenziale zur Verbesserung der städtischen Umwelt- und Lebensqualität. Die vorliegende Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Frage, welche Bedeutung Freiräume im Umgang mit räumlichen Schrumpfungsprozessen haben und wo die Chancen und Grenzen der Freiraumplanung beim Stadtumbau liegen. Die Autorin legt die gegenwärtigen Rahmenbedingungen der Freiraumplanung dar und setzt sich mit Stadtmodellen, städtebaulichen Leitbildern und dem Verständnis von Natur und Landschaft in der schrumpfenden Stadt auseinander. Am Beispiel der Großstädte Chemnitz, Halle und Leipzig werden die Strategien, Entscheidungen und Handlungsansätze der Freiraumplanungspraxis schrumpfender Städte analysiert. Die Ansätze werden beschrieben und mit Blick auf ihre Eignung und Zukunftsfähigkeit für die Gestaltung des Stadtumbauprozesses diskutiert. / Since the second half of the 1990’s, the new federal states of Germany have undergone dramatic demographic and economic change, which, among other things, has led to the ongoing phenomenon of shrinking cities. The work at hand deals with the issue of what the relevance of urban green spaces is in light of the spatial shrinking processes and where the opportunities and limitations are concerning green space planning within urban restructuring.

Hydrological modelling is a powerful tool for hydrologists and engineers involved in the planning and development of integrated approach for the management of water resources. With the recent advent of computational power and the growing availability of spatial data, RS and GIS technologies can augment to a great extent the conventional methods used in rainfall runoff studies; it is possible to accurately describe watershed characteristics in particularly when determining runoff response to rainfall input. The main objective of this study is to apply the potential of spaceborne SAR data for soil moisture retrieval in order to improve the spatial input parameters required for hydrological modelling. For the spatial database creation, high resolution 2 m aerial laser scanning Digital Terrain Model (DTM), soil map, and landuse map were used. Rainfall records were transformed into a runoff through hydrological parameterisation of the watershed and the river network using HEC-HMS software for rainfall runoff simulation. The Soil Conservation Services Curve Number (SCS-CN) and Soil Moisture Accounting (SMA) loss methods were selected to calculate the infiltration losses. In microwave remote sensing, the study of how the microwave interacts with the earth terrain has always been interesting in interpreting the satellite SAR images. In this research soil moisture was derived from two different types of Spaceborne SAR data; TerraSAR-X and ALOS PALSAR (L band). The developed integrated hydrological model was applied to the test site of the Gottleuba Catchment area which covers approximately 400 sqkm, located south of Pirna (Saxony, Germany). To validate the model historical precipitation data of the past ten years were performed. The validated model was further optimized using the extracted soil moisture from SAR data. The simulation results showed a reasonable match between the simulated and the observed hydrographs. Quantitatively the study concluded that based on SAR data, the model could be used as an expeditious tool of soil moisture mapping which required for hydrological modelling.

The gum arabic belt in Sudan plays a significant role in environmental, social and economical aspects. The belt has suffered from deforestation and degradation due to natural hazards and human activities. This research was conducted in North Kordofan State, which is affected by modifications in conditions and composition of vegetation cover trends in the gum arabic belt as in the rest of the Sahelian Sudan zone. The application of remote sensing, geographical information system and satellites imageries with multi-temporal and spatial analysis of land use land cover provides the land managers with current and improved data for the purposes of effective management of natural resources in the gum arabic belt. This research investigated the possibility of identification, monitoring and mapping of the land use land cover changes and dynamics in the gum arabic belt during the last 35 years. Also a newly approach of object-based classification was applied for image classification. Additionally, the study elaborated the integration of conventional forest inventory with satellite imagery for Acacia senegal stands. The study used imageries from different satellites (Landsat and ASTER) and multi-temporal dates (MSS 1972, TM 1985, ETM+ 1999 and ASTER 2007) acquired in dry season (November). The imageries were geo-referenced and radiometrically corrected by using ENVI-FLAASH software. Image classification (pixel-based and object-based), post-classification change detection, 2x2 and 3x3 pixel windows and accuracy assessment were applied. A total of 47 field samples were inventoried for Acacia senegal tree’s variables in Elhemmaria forest. Three areas were selected and distributed along the gum arabic belt. Regression method analysis was applied to study the relationship between forest attributes and the ASTER imagery. Application of multi-temporal remote sensing data in gum arabic belt demonstrated successfully the identification and mapping of land use land cover into five main classes. Also NDVI categorisation provided a consistent method for land use land cover stratification and mapping. Forest dominated by Acacia senegal class was separated covering an area of 21% and 24% in the year 2007 for areas A and B, respectively. The land use land cover structure in the gum arabic belt has obvious changes and reciprocal conversions between the classes indicating the trends and conditions caused by the human interventions as well as ecological impacts on Acacia senegal trees. The study revealed a drastic loss of Acacia senegal cover by 25% during the period of 1972 to 2007.The results of the study revealed to a significant correlation (p ≤ 0.05) between the ASTER bands (VNIR) and vegetation indices (NDVI, SAVI, RVI) with stand density, volume, crown area and basal area of Acacia senegal trees. The derived 2x2 and 3x3 pixel windows methods successfully extracted the spectral reflectance of Acacia senegal trees from ASTER imagery. Four equations were developed and could be widely used and applied for monitoring the stand density, volume, basal area and crown area of Acacia senegal trees in the gum arabic belt considering the similarity between the selected areas. The pixel-based approach performed slightly better than the object-based approach in land use land cover classification in the gum arabic belt. The study come out with some valuable recommendations and comments which could contribute positively in using remotely sensed imagery and GIS techniques to explore management tools of Acacia senegal stands in order to maintain the tree component in the farming and the land use systems in the gum arabic belt.

Die mobile Kartographie bedient sich dem mobilen Internet und der zivilen Nutzung des GPS-Signals. Der damit einhergehenden Mobilität des Benutzers, aber auch den technischen Schranken mobiler Endgeräte (wie geringen Prozessorleistungen, kleinen Displays und begrenzten Batterielaufzeiten) muss in Form einer Adaption der mobilen Karten Rechnung getragen werden. Die Adaption geschieht hinsichtlich des Informationsbedarfs, der sich aus dem aktuellen Nutzungskontext des Benutzers (d.h. seiner räumlich-zeitlichen Situation, seinen Interessen, Aufgabenkontext, aktuellen Umständen, Zielen, Bedürfnissen etc) ableiten lässt sowie hinsichtlich des Interaktionsgrades und der Interaktionsarten. Ein weiterer Aspekt mobiler Kartographie sind nutzergenerierte Inhalte. Dank der ständigen Verfügbarkeit des Internets und einer unkomplizierten Art der Positionsbestimmung können auch Amateurnutzer problemlos selber räumliche Daten erheben und veröffentlichen. Der Kartograph rückt damit mehr in den Hintergrund und stellt sein Fachwissen in Form von Komponenten wie Basiskarten, Software oder Interaktionsmöglichkeiten zur Verfügung. Dadurch bedürfen traditionelle kartographische Kommunikationsmodelle hinsichtlich der mobilen Kartographie einer grundsätzlichen Weiterentwicklung, da eine strikte Trennung in Kartenhersteller und Kartennutzer nicht mehr vorgenommen werden kann. Die vorliegende Diplomarbeit stellt ein abgeleitetes kartographisches Kommunikationsmodell für mobile, interaktive Karten vor. Ein Anwendungsgebiet der mobilen Kartographie sind mobile touristische Applikationen, welche im mobilen Technologie- und Informationszeitalter eine zeitgemäße Form der Reiseinformation und des Reiseservices darstellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene existierende touristische Anwendungen für Smartphones analysiert und eine eigene mobile Kartenapplikation für Wanderungen in der Pilotregion Sächsische Schweiz konzipiert und prototypisch implementiert. Diese Applikation schlägt Wanderrouten vor, liefert zahlreiche Informationen sowie Kartenmaterial und ist an den Wanderkalender der Sächsischen Zeitung angelehnt, welcher jährlich von Kartographie-Studenten der Technischen Universität Dresden erarbeitet wird.:Abbildungsverzeichnis IV Tabellenverzeichnis V Abkürzungsverzeichnis VI 1. Motivation 1 2. Definitionen und Grundlagen 3 2.1 Mobile Kartographie 3 2.2 Adaption 3 2.2.1 Adaptierbarkeit 4 2.2.2 Adaptivität 4 2.3 Benutzermodellierung 4 2.4 Kontext 4 2.5 Interaktion 5 2.6 Mensch-Computer-Interaktion 5 2.7 Kartographische Kommunikation 5 2.8 User Generated Content 6 2.9 Location-based Services 7 2.10 Smartphone 7 2.11 Applikation 8 3. Angepasste, personalisierte Informationsübermittlung in der mobilen Kartographie 9 3.1 Kontext 10 3.1.1 Kontextdimensionen 11 3.1.2 Kontextmodellierung 13 3.1.3 Benutzermodellierung 16 3.2 Adaption 20 3.2.1 Adaptionsobjekte 21 3.2.2 Adaptionsmethoden 22 3.2.4 Adaptionsprozess 23 3.2.5 Egozentrische Karten 24 3.3 User Generated Content in der Kartographie 25 3.3.1 Vorteile, Nachteile und Kritik 26 3.3.2 Motivationen für Nutzung und Erstellung von User Generated Content 27 3.3.3 EveryTrail - ein Beispiel für User Generated Content 28 3.4 Kartographische Kommunikationsmodelle 29 3.4.1 Die kartographische Kommunikationstheorie 30 3.4.2 Bestehende kartographische Kommunikationsmodelle 31 3.4.3 Ableitung eines Kommunikationsmodells für mobile, interaktive Karten 33 4. Touristische Applikationen für mobile Endgeräte 36 4.1 Analyse bestehender touristischer Applikationen 38 4.1.1 Analyse des Funktionsumfangs 39 4.1.2 Allgemeine Klassifizierung der untersuchten Applikationen 43 4.2 Theoretische Grundlagen für die Konzeption und Entwicklung einer mobilen Applikation 44 4.2.1 Die Software-Plattform Android 45 4.2.2 Lebenszyklus einer Activity 48 4.2.3 Design-Guidelines für Android-Applikationen 49 4.3 Eine mobile Applikation für touristische Aktivitäten in der Pilotregion Sächsische Schweiz 52 4.3.1 Der Wanderkalender der Sächsischen Zeitung 52 4.3.2 Konzeption der Applikation 53 4.3.3 Umsetzung der Konzeption 55 4.3.3.1 Autorenwerkzeuge: NetBeans IDE und Eclipse IDE 55 4. 3.3.2 Programmiertechnische Umsetzung 56 4. 3.3.3 Design der zu entwickelnden Applikation 65 4. 3.3.4 Icons der Applikation ‚Wandern in der Sächsischen Schweiz’ 70 4. 3.3.5 Probleme mit Android 1.5 72 4.3.4 Derzeitiger Entwicklungsstand der Applikation 74 4.3.5 Ausblick 75 5. Schlussfolgerungen 78 6. Diskussion 81 Quellenverzeichnis VIII Anhangsverzeichnis XVI Anhang I Kartographisches Kommunikationsmodell von KOLÁČNÝ (1969) XVIII Anhang II Kartographisches Kommunikationsmodell von OGRISSEK (1974) XIX Anhang III Kartographisches Kommunikationsmodell von BREETZ (1982) XX Anhang IV Kartographisches Kommunikationsmodell von PRELL (1983) XXI Anhang V Kartographisches Kommunikationsmodell von PETERSON (1995) XXII Anhang VI Kartographisches Kommunikationsmodell von HAKE, GRÜNREICH und MENG (2002) XXIII Anhang VII Kartographisches Kommunikationsmodell von LECHTHALER (2000) XXIV Anhang VIII Kartographisches Kommunikationsmodell von KELNHOFER (2003) XXV Anhang IX Übersichtstabelle kartographischer Kommunikationsmodelle XXVI Anhang X Abgeleitetes kartographisches Kommunikationsmodell für mobile, interaktive Karten XXVII Anhang XI Funktionalitäten der untersuchten touristischen Applikationen für Android XXVIII Anhang XII Funktionalitäten der untersuchten touristischen Applikationen für iPhone XXIX Anhang XIII Basislayouts der Android-API XXX Anhang XIV Wanderroute ‚Entlang des Steinbruchpfads Wehlen’ aus dem Wanderkalender 2010 XXXI Anhang XV Konzeption einer mobilen Applikation für Wanderungen in der Pilotregion Sächsische Schweiz XXXIII Anhang XVI Umsetzung der konzipierten Applikation XXXIV Anhang XVII Aufbau der Datenbank wanderfuehrer_db.db der mobilen Applikation XXXV Anhang XVIII Quellcode von DataBaseHelper.java XXXVI Anhang XIX Quellcode von TourenListe.java XXXIX Anhang XX Schematische Darstellung der Views aus tour_route.xml XLV Anhang XXI Quellcode von tour_route.xml XLVI Anhang XXII Quellcode von Tour_Route.java LIV Anhang XXIII Quellcode von CustomOverlay.java LIX Anhang XIV Quellcode von Tour_Karte.java LXII Anhang XXV Quellcode von tab_sel.xml LXXIV Anhang XXVI Tabelle aller in der Applikation verwendeten Icons im Vergleich mit Standard-Icons LXXV / Mobile cartography makes use of mobile internet and the civil utilisation of the GPS signal. The resulting mobility of the user as well as technical restrictions of mobile devices (such as low processor performance, small display sizes and limited battery life) has to be taken into account in the form of an adaption of mobile maps. The adaption is carried out with regard to the current need for information which can be derived from the context of the user (i.e. spatial-temporal situation, interests, task, circumstances, aims, needs etc). Another aspect of mobile cartography is user generated content. The permanent availability of mobile internet as well as the uncomplicated way of location determination makes it easy for amateur users to gather and publish own data. So the cartographer backs out and provides expert knowledge in the form of base maps, software and interaction techniques that can be used by the map user as an user interface for integrating own data. Thereby traditional cartographic communication models require a fundamental further development because a strict separation into map maker and map user can not be made anymore. The diploma thesis introduces a derived cartographic communication model for mobile interactive maps. An application field of mobile cartography are mobile map applications in tourism. These touristic applications are an up-to-date kind of travelling service in the century of mobile technology and information. In the context of this diploma thesis several existing touristic applications for smartphones for were examined and an own mobile application for hiking in Saxon Switzerland was conceived and implemented prototypically. This application suggests hiking trips, provides various information as well as maps and is based on a hiking calendar that is worked out annually by cartography students of Dresden University of Technology.:Abbildungsverzeichnis IV Tabellenverzeichnis V Abkürzungsverzeichnis VI 1. Motivation 1 2. Definitionen und Grundlagen 3 2.1 Mobile Kartographie 3 2.2 Adaption 3 2.2.1 Adaptierbarkeit 4 2.2.2 Adaptivität 4 2.3 Benutzermodellierung 4 2.4 Kontext 4 2.5 Interaktion 5 2.6 Mensch-Computer-Interaktion 5 2.7 Kartographische Kommunikation 5 2.8 User Generated Content 6 2.9 Location-based Services 7 2.10 Smartphone 7 2.11 Applikation 8 3. Angepasste, personalisierte Informationsübermittlung in der mobilen Kartographie 9 3.1 Kontext 10 3.1.1 Kontextdimensionen 11 3.1.2 Kontextmodellierung 13 3.1.3 Benutzermodellierung 16 3.2 Adaption 20 3.2.1 Adaptionsobjekte 21 3.2.2 Adaptionsmethoden 22 3.2.4 Adaptionsprozess 23 3.2.5 Egozentrische Karten 24 3.3 User Generated Content in der Kartographie 25 3.3.1 Vorteile, Nachteile und Kritik 26 3.3.2 Motivationen für Nutzung und Erstellung von User Generated Content 27 3.3.3 EveryTrail - ein Beispiel für User Generated Content 28 3.4 Kartographische Kommunikationsmodelle 29 3.4.1 Die kartographische Kommunikationstheorie 30 3.4.2 Bestehende kartographische Kommunikationsmodelle 31 3.4.3 Ableitung eines Kommunikationsmodells für mobile, interaktive Karten 33 4. Touristische Applikationen für mobile Endgeräte 36 4.1 Analyse bestehender touristischer Applikationen 38 4.1.1 Analyse des Funktionsumfangs 39 4.1.2 Allgemeine Klassifizierung der untersuchten Applikationen 43 4.2 Theoretische Grundlagen für die Konzeption und Entwicklung einer mobilen Applikation 44 4.2.1 Die Software-Plattform Android 45 4.2.2 Lebenszyklus einer Activity 48 4.2.3 Design-Guidelines für Android-Applikationen 49 4.3 Eine mobile Applikation für touristische Aktivitäten in der Pilotregion Sächsische Schweiz 52 4.3.1 Der Wanderkalender der Sächsischen Zeitung 52 4.3.2 Konzeption der Applikation 53 4.3.3 Umsetzung der Konzeption 55 4.3.3.1 Autorenwerkzeuge: NetBeans IDE und Eclipse IDE 55 4. 3.3.2 Programmiertechnische Umsetzung 56 4. 3.3.3 Design der zu entwickelnden Applikation 65 4. 3.3.4 Icons der Applikation ‚Wandern in der Sächsischen Schweiz’ 70 4. 3.3.5 Probleme mit Android 1.5 72 4.3.4 Derzeitiger Entwicklungsstand der Applikation 74 4.3.5 Ausblick 75 5. Schlussfolgerungen 78 6. Diskussion 81 Quellenverzeichnis VIII Anhangsverzeichnis XVI Anhang I Kartographisches Kommunikationsmodell von KOLÁČNÝ (1969) XVIII Anhang II Kartographisches Kommunikationsmodell von OGRISSEK (1974) XIX Anhang III Kartographisches Kommunikationsmodell von BREETZ (1982) XX Anhang IV Kartographisches Kommunikationsmodell von PRELL (1983) XXI Anhang V Kartographisches Kommunikationsmodell von PETERSON (1995) XXII Anhang VI Kartographisches Kommunikationsmodell von HAKE, GRÜNREICH und MENG (2002) XXIII Anhang VII Kartographisches Kommunikationsmodell von LECHTHALER (2000) XXIV Anhang VIII Kartographisches Kommunikationsmodell von KELNHOFER (2003) XXV Anhang IX Übersichtstabelle kartographischer Kommunikationsmodelle XXVI Anhang X Abgeleitetes kartographisches Kommunikationsmodell für mobile, interaktive Karten XXVII Anhang XI Funktionalitäten der untersuchten touristischen Applikationen für Android XXVIII Anhang XII Funktionalitäten der untersuchten touristischen Applikationen für iPhone XXIX Anhang XIII Basislayouts der Android-API XXX Anhang XIV Wanderroute ‚Entlang des Steinbruchpfads Wehlen’ aus dem Wanderkalender 2010 XXXI Anhang XV Konzeption einer mobilen Applikation für Wanderungen in der Pilotregion Sächsische Schweiz XXXIII Anhang XVI Umsetzung der konzipierten Applikation XXXIV Anhang XVII Aufbau der Datenbank wanderfuehrer_db.db der mobilen Applikation XXXV Anhang XVIII Quellcode von DataBaseHelper.java XXXVI Anhang XIX Quellcode von TourenListe.java XXXIX Anhang XX Schematische Darstellung der Views aus tour_route.xml XLV Anhang XXI Quellcode von tour_route.xml XLVI Anhang XXII Quellcode von Tour_Route.java LIV Anhang XXIII Quellcode von CustomOverlay.java LIX Anhang XIV Quellcode von Tour_Karte.java LXII Anhang XXV Quellcode von tab_sel.xml LXXIV Anhang XXVI Tabelle aller in der Applikation verwendeten Icons im Vergleich mit Standard-Icons LXXV

Die höchstrichterliche Rechtsprechung von BGH und BVerwG und die darauf aufbauende Fachliteratur führen aus, daß eine Umlegung oder eine Flurbereinigung privatnützig seien und aus diesem Grund eine Inhaltsbestimmung darstellen würden; die Enteignung sei im Gegensatz dazu durch ihre Fremdnützigkeit gekennzeichnet. Dabei wird die Privatnützigkeit durch das „wohlverstandene Interesse der Eigentümer“ und den „wirtschaftlich vernünftig denkenden Eigentümer“ beschrieben. Diese Denkweise spielt nach wie vor die entscheidende Rolle, wenn ein Bodenordnungsinstrument für die Bewältigung einer Bodenordnungsaufgabe ausgewählt wird. Das BVerfG hat die Baulandumlegung ebenfalls als eine Inhalts- und Schrankenbestimmung eingeordnet. Das Gericht hat jedoch eine von der oben beschriebenen abweichende Argumentation gewählt und die Einordnung der Umlegung in Art. 14 GG anhand der aktuellen Eigentumsdogmatik vorgenommen. Demnach findet während der Umlegung wie bei der Enteignung ein Entzug von Eigentum statt. Beide Instrumente werden jedoch nicht über die Schwere des Eigentumseingriffs voneinander unterschieden, sondern anhand des Zwecks des Eigentumsentzugs. Ob die Umlegung jedoch privatnützig zu sein hat, spielt im Urteil des BVerfG keine Rolle, da dieses Kriterium eher materiellen Charakter hat. Dieser Umstand bildete den Ausgangspunkt für die vorgelegte Arbeit, nämlich ob der Aspekt der Privatnützigkeit trotzdem noch eine Rolle bei der Wahl des Bodenordnungsverfahrens spielt oder zu verwerfen ist. Dafür wurde zunächst die Eigentumsdogmatik des BVerfG im Vergleich zur Rechtsprechung des BGH und des BVerwG eingehend ausgewertet. Später fand auch noch eine Fokussierung auf die Rechtsprechung statt, die sich unmittelbar mit der Umlegung bzw. der Flurbereinigung befaßt. Diese, für eine ingenieurwissenschaftliche Arbeit ungewöhnlich tiefgründige, Auseinandersetzung mit der Eigentumsdogmatik war notwendig, da nur so eine Annäherung an die Thematik der Privatnützigkeit möglich war. Außerdem werden Bodenordnungsverfahren nach dem BauGB oder dem FlurbG in der Regel von Vermessungsingenieuren durchgeführt, und diese müssen ja auch das geeignete Bodenordnungsverfahren auswählen. Die Annäherung an das, sich gegenseitig ausschließende, Begriffspaar „privatnützig“ und „fremdnützig“ wurde in rechtsprechungsbezogener, in eigentumsbezogener, in philosophischer und in planungsbezogener Hinsicht durchgeführt. Im Ergebnis wurden dem Begriff „privatnützig“ insbesondere die Attribute der „eigenen Wertschöpfung“ und der „Umsetzbarkeit der Nutzung in eigener Person“ zugeordnet, und zwar aus Sicht des jeweiligen Grundstückseigentümers. Dies korrespondiert auch mit der Rechtsprechung des BVerfG zur Baulandumlegung, wo ein Bezug zur Baubefugnis aus Sicht des Betroffenen gezogen wird. Anhand der Kombination der Rechtsprechung und der Ausgestaltung des Begriffspaars „privatnützig“ und „fremdnützig“ wurde ein Untersuchungsschema aufgestellt, nach dem beispielhafte Verfahren der städtischen und agrarischen Bodenordnung analysiert wurden. Dieses Schema sieht eine Vorverlagerung der Untersuchung der Privat- und der Fremdnützigkeit von der Ebene der Bodenordnung in die Planungsebene vor. Dafür werden der Adressat der Planung, der Anteil und die Funktion öffentlicher Gemeinbedarfsflächen sowie die Möglichkeiten und Grenzen der Landzuteilung in einem künftigen Bodenordnungsverfahren analysiert. Daraus sind dann Schlüsse zu ziehen, wie die Bodenordnungsaufgabe zu lösen ist. Liegt eine insgesamt privatnützige Planung vor, ist die Bodenordnung in jedem Fall im Rahmen einer Inhaltsbestimmung des Eigentums lösbar. Dazu gehören insbesondere auch die Erschließungsflächen für die Umsetzung einer privatnützigen Planung. Im Fall einer fremdnützigen Planung verbleibt die Enteignung. Dafür wurden jedoch Möglichkeiten entwickelt, nach denen die Enteignung selbst in ein inhaltsbestimmendes Bodenordnungsinstrument eingebettet werden kann. Anhand der Schlüsse aus den untersuchten Bodenordnungsverfahren wurden schließlich ein Schema für die Wahl des geeigneten Bodenordnungsverfahrens entwickelt sowie Empfehlungen für die Weiterentwicklung der gesetzlichen Grundlagen getroffen. / The supreme courts administration of justice of BGH and BVerwG and the professional literature, building up on it, explain that a reallocation or a land consolidation are serving private interests and that because of this these instruments are contents and barriers regulations; the expropriation is by contrast marked by its common utility. Besides, the private utility is described by its “well-understood interest of the owner” and “the economically rationally thinking owner”. This way of thinking still plays the determining role if a land division instrument is selected for the coping of a land division job. The BVerfG has also arranged the reallocation as a contents and barriers regulation. Nevertheless, the court has chosen an argumentation which deviates from the described ones on top to classify the reallocation into art. 14 GG with the help of the topical proprietary dogmatics. Therefore, a denial of property takes place during the reallocation like with the expropriation. Nevertheless, both instruments are distinguished not about the gravity of the proprietary intervention of each other, but with the help of the purpose of the proprietary denial. Whether the reallocation has to be serving private interests, nevertheless, plays no role in the judgement of the BVerfG, because this criterion has rather material character. This fact formed the starting point for the presented work, namely whether the aspect of the private utility plays, nevertheless, one more role with a choice of the land division procedure or is to be rejected. For that the proprietary dogmatics of the BVerfG was evaluated first in comparison to the administration of BGH and the BVerwG thoroughly. Later a focusing took place on the administration of justice which deals immediately with the reallocation or the land consolidation. This, for an engineer-scientific work unusually profound, discussion with the proprietary dogmatics was necessary, because only that way an approach to the topic of the private utility was possible. Moreover, land division procedures according to the BauGB or the FlurbG are operated by measurement engineers, and these must select also the suitable land division procedure. The approach to this, mutually excluding, concept pair \"serving private interests\" and \"serving common interests\" was carried out in administration of justice-related, in property-related, in philosophical and in planning-related regard. In the result in particular the attributes “own added value” and “feasibility of the use in person” were assigned to the concept “serving private interests”, namely from the point of view of the respective property owner. This also corresponds with the administration of justice of the BVerfG to the reallocation where a relation is pulled to the construction competence from the point of view of the affected person. With the help of the combination of the administration of justice and the arrangement of the concept pair \"serving private interests\" and \"serving common interests\" an investigation pattern was put up to analyse exemplary procedures of urban and agrarian land divisions. This pattern intends a forward displacement of the investigation of the private and the common utility from the level of the land division into the planning level. Then from this conclusions are to be drawn as the land division job is to be solved. If a planning is given which is all together “serving private interests”, the land division is solvable, in any case, within the scope of a contents and barriers regulation. The development surfaces in particular also belong to it for the conversion of a planning which is “serving private interests”. In the case of a planning which is “serving common interests”, remains the expropriation. Nevertheless, for this case the possibilities after which the expropriation itself can be embedded into a land division instrument that is a contents regulation were developed. With the help of the results from the examined land division procedures were developed, finally, a pattern for the choice of the suitable land division procedure as well as recommendations were made to the advancement of the legal bases.

The study took place in Vietnam at Hanoi University of Science in the framework of the DAAD (German Academic Exchange Service) – “An advancement of the German-Vietnamese University partnerships”. The research has been supported by the program: “Wastewater and Solid Waste Management in Provincial Centers” and belongs to its technical component. The present diploma thesis elaborates the current situation of sewage sludge management in Vietnam and is dealing with sludge characteristics from both domestic sewage treatment facilities and septic tanks. During the research, different treatment components and treatment facilities have been analyzed to carry out a comprehensive survey of sewage sludge types. In this thesis, a guideline (draft) was developed as a main result, which can be helpful to bridge the legislative gap for sewage sludge re-use in Vietnam. In conclusion, an integrated concept has been developed, which recommends the application of selected proceeding elements to treat sewage sludge and the further utilization of re-useable materials in agriculture in a controlled and environmentally-safe manner.:Abbreviations .......................................................................................................................... 4 List of Figures ......................................................................................................................... 5 List of Tables .......................................................................................................................... 6 Acknowledgement .................................................................................................................. 7 Abstract .................................................................................................................................. 8 1 Introduction ................................................................................................................... 10 2 Legal framework for sewage sludge management in Vietnam ................................. 13 2.1 Background ........................................................................................................... 13 2.2 Institutional framework .......................................................................................... 13 2.3 Legal framework.................................................................................................... 15 2.4 Standards .............................................................................................................. 18 2.4.1 Technical standards ...................................................................................... 18 2.4.2 National standards ........................................................................................ 19 2.5 Current situation .................................................................................................... 20 3 Theoretical basis for the concept ................................................................................ 22 3.1 Sewage sludge ...................................................................................................... 23 3.1.1 Sewage sludge types .................................................................................... 27 3.1.2 Quantity .......................................................................................................... 30 3.1.3 Sludge volume ............................................................................................... 30 3.1.4 Sludge composition ....................................................................................... 34 4 Municipal wastewater treatment plants ...................................................................... 47 4.1 DEWATS ............................................................................................................... 47 4.2 Waste water management program .................................................................... 48 4.2.1 Results of sludge analysis ............................................................................ 50 4.3 Learned outcomes ................................................................................................ 54 5 Sludge treatment and disposal options ...................................................................... 56 5.1 Goals of sludge treatment .................................................................................... 56 5.2 Processing elements ............................................................................................ 58 5.2.1 Pre-treatment ................................................................................................. 59 5.2.2 Transportation................................................................................................ 60 5.2.3 Stabilization.................................................................................................... 60 5.2.4 Disinfection .................................................................................................... 65 5.2.5 Removal of water .......................................................................................... 65 5.2.6 Drying ............................................................................................................. 70 5.2.7 Agricultural uses and landscape measures ................................................ 70 5.2.8 Biological re-uses .......................................................................................... 71 5.2.9 Thermal disposal (energy recovery) ............................................................ 74 5.2.10 Land-filling ...................................................................................................... 76 6 Sewage sludge management concept ....................................................................... 78 6.1 Avoidance .............................................................................................................. 79 6.2 Treatment .............................................................................................................. 79 6.2.1 Proposed treatment concept ........................................................................ 81 6.3 Re-use or Disposal ............................................................................................... 84 6.3.1 Small-scale concept ...................................................................................... 85 6.3.2 Medium- and large-scale concept ................................................................ 85 6.4 Conclusion ............................................................................................................. 86 7 Guideline (draft) ............................................................................................................ 88 7.1 Formulation of a guidance document .................................................................. 88 8 Conclusion .................................................................................................................... 89 9 References .................................................................................................................... 92 10 Appendices ................................................................................................................ 97 a) Calculation of sludge amount .................................................................................. 97 b) Guideline (draft) ........................................................................................................ 99 Declaration .......................................................................................................................... 106 / Die Diplomarbeit wurde im Rahmen des Deutsch-Vietnamesischem Auslandsaustauschprogramms an der „Hanoi University of Science“ verfasst. Dieses Vorhaben wurde unterstützt von dem DAAD (Deutschen Akademischen Austausch Dienst), und ist im technischem Bereich des Programms “Wastewater and Solid Waste Management in Provincial Centers“ einzugliedern. Die vorstehende Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem aktuellen Klärschlammmanagement in Vietnam und liefert dabei detaillierte Resultate zu verschiedenen Klarschlammtypen aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen. Bei den Untersuchungen wurden verschiedene Abwasser- und Klärschlammbehandlungsanlagen untersucht, um einen Überblick zu den gebräuchlichen Behandlungsmethoden in Vietnam zu erarbeiten. Zusätzlich wurden die institutionellen und rechtlichen Rahmenbedingungen überprüft. Der Entwurf einer Verordnung zur Verwertung von Klärschlamm in der Landwirtschaft wurde vorgelegt, um eine bestehende rechtliche Lücke in Vietnam zu schließen. Mit dieser Arbeit wurde ein integriertes Konzept entwickelt, welches mittels verschiedene verfahrenstechnische Elemente den Klärschlamm behandelt und darauffolgend das verwertbare Material in ausgewählten landwirtschaftlichen Flächen in einer kontrollierten und umweltschonenden Weise verwertet.:Abbreviations .......................................................................................................................... 4 List of Figures ......................................................................................................................... 5 List of Tables .......................................................................................................................... 6 Acknowledgement .................................................................................................................. 7 Abstract .................................................................................................................................. 8 1 Introduction ................................................................................................................... 10 2 Legal framework for sewage sludge management in Vietnam ................................. 13 2.1 Background ........................................................................................................... 13 2.2 Institutional framework .......................................................................................... 13 2.3 Legal framework.................................................................................................... 15 2.4 Standards .............................................................................................................. 18 2.4.1 Technical standards ...................................................................................... 18 2.4.2 National standards ........................................................................................ 19 2.5 Current situation .................................................................................................... 20 3 Theoretical basis for the concept ................................................................................ 22 3.1 Sewage sludge ...................................................................................................... 23 3.1.1 Sewage sludge types .................................................................................... 27 3.1.2 Quantity .......................................................................................................... 30 3.1.3 Sludge volume ............................................................................................... 30 3.1.4 Sludge composition ....................................................................................... 34 4 Municipal wastewater treatment plants ...................................................................... 47 4.1 DEWATS ............................................................................................................... 47 4.2 Waste water management program .................................................................... 48 4.2.1 Results of sludge analysis ............................................................................ 50 4.3 Learned outcomes ................................................................................................ 54 5 Sludge treatment and disposal options ...................................................................... 56 5.1 Goals of sludge treatment .................................................................................... 56 5.2 Processing elements ............................................................................................ 58 5.2.1 Pre-treatment ................................................................................................. 59 5.2.2 Transportation................................................................................................ 60 5.2.3 Stabilization.................................................................................................... 60 5.2.4 Disinfection .................................................................................................... 65 5.2.5 Removal of water .......................................................................................... 65 5.2.6 Drying ............................................................................................................. 70 5.2.7 Agricultural uses and landscape measures ................................................ 70 5.2.8 Biological re-uses .......................................................................................... 71 5.2.9 Thermal disposal (energy recovery) ............................................................ 74 5.2.10 Land-filling ...................................................................................................... 76 6 Sewage sludge management concept ....................................................................... 78 6.1 Avoidance .............................................................................................................. 79 6.2 Treatment .............................................................................................................. 79 6.2.1 Proposed treatment concept ........................................................................ 81 6.3 Re-use or Disposal ............................................................................................... 84 6.3.1 Small-scale concept ...................................................................................... 85 6.3.2 Medium- and large-scale concept ................................................................ 85 6.4 Conclusion ............................................................................................................. 86 7 Guideline (draft) ............................................................................................................ 88 7.1 Formulation of a guidance document .................................................................. 88 8 Conclusion .................................................................................................................... 89 9 References .................................................................................................................... 92 10 Appendices ................................................................................................................ 97 a) Calculation of sludge amount .................................................................................. 97 b) Guideline (draft) ........................................................................................................ 99 Declaration .......................................................................................................................... 106

Das Projekt OpenStreetMap als freie Wiki-Weltkarte gewinnt als Quelle von Geodaten für unter-schiedlichste Bedürfnisse innerhalb der Geowissenschaften, des Geomarketings und auch im Alltag immer mehr an Bedeutung. Die kostenlosen, von Freiwilligen einer Community gesammelten geo-graphischen Daten, sogenannte nutzergenerierte Daten, dienen heute vielen Anwendern als Daten-grundlage und stehen in der Konkurrenz zu proprietären Geodaten von kommerziellen Anbietern. Neben Straßendaten sind zahlreiche zusätzliche Daten innerhalb OpenStreetMap verfügbar. Die aktuelle Technologie des Webmapping 2.0 und die dafür zahlreich verfügbaren Open Source GIS Systeme erlauben dem Anwender eine Vielzahl von Möglichkeiten zu Bearbeitung von Geodaten. Die freie Verfügbarkeit von Daten und Software machen die Nutzung und Verarbeitung von Geoda-ten somit auch für kleinere Unternehmen und Privatnutzer bezahlbar. Die vorliegende Studienarbeit stellt ein Verfahren vor, welches es ermöglicht aus OpenStreetMap-Daten Postleitzahlgebiete zu erstellen. Postleitzahlgebiete sind für viele Bereiche der Wirtschaft sehr wichtige Planungsstrukturen. Als Datengrundlage werden OSM-Adressdaten genutzt, aus denen, unter Nutzung von Open Source GIS Software, die Postleitzahlgebiete erzeugt werden. Die Generie-rung ist dabei automatisierbar und ohne die Nutzung grafischer Benutzeroberflächen möglich. Sie liefert als Ergebnis die Postleitzahlgebiete Deutschlands. Diese werden anschließend, unter Berück-sichtigung der ISO-Normen für Geoinformation, mit einem kommerziellen Datensatz verglichen und auf ihre Nutzbarkeit für Geomarketing und andere nützliche Anwendungen hin überprüft.:Kurzfassung ........................................................................................... I Abstract ................................................................................................. II Abbildungsverzeichnis ........................................................................... V Tabellenverzeichnis .............................................................................. VI Formeln ............................................................................................... VII Abkürzungsverzeichnis ...................................................................... VIII 1 Einleitung ............................................................................................ 1 1.1 Motivation ........................................................................................ 1 1.2 Aufbau der Arbeit ............................................................................. 2 1.3 Ziel der Arbeit .................................................................................. 3 2 Theorie ............................................................................................... 4 2.1 Postleitzahlen .................................................................................. 4 2.2 Nutzung von Postleitzahlen in der Privatwirtschaft ......................... 6 2.3 Postleitzahlen in OpenStreetMap .................................................... 8 2.4 Qualität von Geodaten .................................................................. 13 2.5 Vergleich von Daten unterschiedlicher Herkunft ............................ 18 2.5.1 Qualität von OSM-Daten ............................................................. 19 2.5.2 Vergleich von OSM-Daten mit Daten kommerzieller Anbieter ...... 20 2.5.3 Vergleichsmethoden für Polygondatensätze .............................. 22 2.5.3.1 Vergleichsmethoden ................................................................ 23 2.5.3.2 Vergleichskriterien und Qualitätsmaße .................................... 24 2.6 Gebietsgenerierung aus Punktdaten ............................................. 29 2.6.1 Allgemeines und Literatur ........................................................... 29 2.6.2 Voronoi-Verfahren ...................................................................... 32 2.7 Open Source GIS Software ............................................................ 35 3 Praxis ................................................................................................ 41 3.1 Technische Voraussetzungen ........................................................ 41 3.2 Datengrundlage ............................................................................. 41 3.3 Allgemeiner Arbeitsablauf .............................................................. 43 3.3.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 43 3.3.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 46 3.3.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 47 3.3.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 47 3.4 Praktische Umsetzung ................................................................... 48 3.4.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 48 3.4.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 50 3.4.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 51 3.4.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 51 3.5 Ergebnisse ..................................................................................... 51 3.6 Vergleich der Daten ....................................................................... 52 4 Fazit .................................................................................................. 63 5 Ausblick ............................................................................................. 65 Quellenverzeichnis ............................................................................... IX Literaturquellen .................................................................................... IX Internetquellen .................................................................................... XV Anhang ............................................................................................... XIX A Anhang Quellcodes .......................................................................... XIX A.1 Quellcode Import Deutschlandgrenze .......................................... XIX A.2 Quellcode Vorverarbeitung ........................................................... XIX A.3 Quellcode Erzeugung Polygone .................................................... XXI A.4 Quellcode Nachbearbeitung ........................................................ XXII A.5 Quellcode Export ........................................................................ XXIII B Anhang Screenshots PDF-Karten .................................................... XXV B.1 Postleitzonen (PLZ1) Deutschland OSM ....................................... XXV B.2 Postleitregionen (PLZ2) Deutschland OSM ................................. XXVI B.3 Postleitzahlen 3-stellig Deutschland OSM ................................. XXVII B.4 Postleitzahlgebiete (PLZ5) Deutschland OSM .......................... XXVIII B.5 Vergleich der Postleitzahlen ....................................................... XXIX B.6 Vergleich PLZ5 Hamburg .............................................................. XXX B.7 Punktdichte PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............................. XXXI B.8 Punktdichte PLZ5-Centroide TeleAtlas ...................................... XXXII B.9 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide OpenStreetMap ............... XXXIII B.10 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide TeleAtlas ........................ XXXIV B.11 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............... XXXV B.12 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide TeleAtlas ........................ XXXVI C Anhang Tabelle .......................................................................... XXXVII C.1 Tabelle Vergleich PLZ5-Gebiete Hamburg ............................... XXXVII D Anhang ............................................................................................ XLI D.1 CD ................................................................................................ XLI / The OpenStreetMap project as the Free Wiki World Map as a source of gains for a wide variety of geospatial data needs within the geosciences, the geomarketing and in everyday life is becoming increasingly important. The free, a community of volunteers gathered geo-graphical data, so-called user-generated data, now serve many users as basic data and are in competition with proprietary spatial data from commercial providers. In addition to road data within OpenStreetMap numerous additional data is available. The current technology of the Web Mapping 2.0 and the many available Open Source GIS systems provide the user with a variety of options for managing spatial data. The free availability of data and software make the use and processing of geospatial data thus affordable for small businesses and home users. The current work presents a method that allows to create postcode areas from OpenStreetMap data. Postcode areas are very important planning structures for many areas of the economy. The OSM address data are used as data base, out of which the zip code areas are produced by taking advan-tage of Open Source GIS software. The creation is automated and without the use of graphical user interfaces. It provides as result the postal code areas of Germany. Taking into account the ISO stan-dards for geoinformation, the postal code areas are later compared with a commercial data set and their usability for geomarketing and other useful application is tested.:Kurzfassung ........................................................................................... I Abstract ................................................................................................. II Abbildungsverzeichnis ........................................................................... V Tabellenverzeichnis .............................................................................. VI Formeln ............................................................................................... VII Abkürzungsverzeichnis ...................................................................... VIII 1 Einleitung ............................................................................................ 1 1.1 Motivation ........................................................................................ 1 1.2 Aufbau der Arbeit ............................................................................. 2 1.3 Ziel der Arbeit .................................................................................. 3 2 Theorie ............................................................................................... 4 2.1 Postleitzahlen .................................................................................. 4 2.2 Nutzung von Postleitzahlen in der Privatwirtschaft ......................... 6 2.3 Postleitzahlen in OpenStreetMap .................................................... 8 2.4 Qualität von Geodaten .................................................................. 13 2.5 Vergleich von Daten unterschiedlicher Herkunft ............................ 18 2.5.1 Qualität von OSM-Daten ............................................................. 19 2.5.2 Vergleich von OSM-Daten mit Daten kommerzieller Anbieter ...... 20 2.5.3 Vergleichsmethoden für Polygondatensätze .............................. 22 2.5.3.1 Vergleichsmethoden ................................................................ 23 2.5.3.2 Vergleichskriterien und Qualitätsmaße .................................... 24 2.6 Gebietsgenerierung aus Punktdaten ............................................. 29 2.6.1 Allgemeines und Literatur ........................................................... 29 2.6.2 Voronoi-Verfahren ...................................................................... 32 2.7 Open Source GIS Software ............................................................ 35 3 Praxis ................................................................................................ 41 3.1 Technische Voraussetzungen ........................................................ 41 3.2 Datengrundlage ............................................................................. 41 3.3 Allgemeiner Arbeitsablauf .............................................................. 43 3.3.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 43 3.3.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 46 3.3.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 47 3.3.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 47 3.4 Praktische Umsetzung ................................................................... 48 3.4.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 48 3.4.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 50 3.4.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 51 3.4.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 51 3.5 Ergebnisse ..................................................................................... 51 3.6 Vergleich der Daten ....................................................................... 52 4 Fazit .................................................................................................. 63 5 Ausblick ............................................................................................. 65 Quellenverzeichnis ............................................................................... IX Literaturquellen .................................................................................... IX Internetquellen .................................................................................... XV Anhang ............................................................................................... XIX A Anhang Quellcodes .......................................................................... XIX A.1 Quellcode Import Deutschlandgrenze .......................................... XIX A.2 Quellcode Vorverarbeitung ........................................................... XIX A.3 Quellcode Erzeugung Polygone .................................................... XXI A.4 Quellcode Nachbearbeitung ........................................................ XXII A.5 Quellcode Export ........................................................................ XXIII B Anhang Screenshots PDF-Karten .................................................... XXV B.1 Postleitzonen (PLZ1) Deutschland OSM ....................................... XXV B.2 Postleitregionen (PLZ2) Deutschland OSM ................................. XXVI B.3 Postleitzahlen 3-stellig Deutschland OSM ................................. XXVII B.4 Postleitzahlgebiete (PLZ5) Deutschland OSM .......................... XXVIII B.5 Vergleich der Postleitzahlen ....................................................... XXIX B.6 Vergleich PLZ5 Hamburg .............................................................. XXX B.7 Punktdichte PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............................. XXXI B.8 Punktdichte PLZ5-Centroide TeleAtlas ...................................... XXXII B.9 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide OpenStreetMap ............... XXXIII B.10 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide TeleAtlas ........................ XXXIV B.11 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............... XXXV B.12 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide TeleAtlas ........................ XXXVI C Anhang Tabelle .......................................................................... XXXVII C.1 Tabelle Vergleich PLZ5-Gebiete Hamburg ............................... XXXVII D Anhang ............................................................................................ XLI D.1 CD ................................................................................................ XLI

There is a great deal of uncertainty in hydrogeological modeling. Overparametrized models increase uncertainty since the information of the observations is distributed through all of the parameters. The present study proposes a new option to reduce this uncertainty. A way to achieve this goal is to select a model which provides good performance with as few calibrated parameters as possible (parsimonious model) and to calibrate it using many sources of information. Akaike’s Information Criterion (AIC), proposed by Hirotugu Akaike in 1973, is a statistic-probabilistic criterion based on the Information Theory, which allows us to select a parsimonious model. AIC formulates the problem of parsimonious model selection as an optimization problem across a set of proposed conceptual models. The AIC assessment is relatively new in groundwater modeling and it presents a challenge to apply it with different sources of observations. In this dissertation, important findings in the application of AIC in hydrogeological modeling using different sources of observations are discussed. AIC is tested on ground-water models using three sets of synthetic data: hydraulic pressure, horizontal hydraulic conductivity, and tracer concentration. In the present study, the impact of the following factors is analyzed: number of observations, types of observations and order of calibrated parameters. These analyses reveal not only that the number of observations determine how complex a model can be but also that its diversity allows for further complexity in the parsimonious model. However, a truly parsimonious model was only achieved when the order of calibrated parameters was properly considered. This means that parameters which provide bigger improvements in model fit should be considered first. The approach to obtain a parsimonious model applying AIC with different types of information was successfully applied to an unbiased lysimeter model using two different types of real data: evapotranspiration and seepage water. With this additional independent model assessment it was possible to underpin the general validity of this AIC approach. / Hydrogeologische Modellierung ist von erheblicher Unsicherheit geprägt. Überparametrisierte Modelle erhöhen die Unsicherheit, da gemessene Informationen auf alle Parameter verteilt sind. Die vorliegende Arbeit schlägt einen neuen Ansatz vor, um diese Unsicherheit zu reduzieren. Eine Möglichkeit, um dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, ein Modell auszuwählen, das ein gutes Ergebnis mit möglichst wenigen Parametern liefert („parsimonious model“), und es zu kalibrieren, indem viele Informationsquellen genutzt werden. Das 1973 von Hirotugu Akaike vorgeschlagene Informationskriterium, bekannt als Akaike-Informationskriterium (engl. Akaike’s Information Criterion; AIC), ist ein statistisches Wahrscheinlichkeitskriterium basierend auf der Informationstheorie, welches die Auswahl eines Modells mit möglichst wenigen Parametern erlaubt. AIC formuliert das Problem der Entscheidung für ein gering parametrisiertes Modell als ein modellübergreifendes Optimierungsproblem. Die Anwendung von AIC in der Grundwassermodellierung ist relativ neu und stellt eine Herausforderung in der Anwendung verschiedener Messquellen dar. In der vorliegenden Dissertation werden maßgebliche Forschungsergebnisse in der Anwendung des AIC in hydrogeologischer Modellierung unter Anwendung unterschiedlicher Messquellen diskutiert. AIC wird an Grundwassermodellen getestet, bei denen drei synthetische Datensätze angewendet werden: Wasserstand, horizontale hydraulische Leitfähigkeit und Tracer-Konzentration. Die vorliegende Arbeit analysiert den Einfluss folgender Faktoren: Anzahl der Messungen, Arten der Messungen und Reihenfolge der kalibrierten Parameter. Diese Analysen machen nicht nur deutlich, dass die Anzahl der gemessenen Parameter die Komplexität eines Modells bestimmt, sondern auch, dass seine Diversität weitere Komplexität für gering parametrisierte Modelle erlaubt. Allerdings konnte ein solches Modell nur erreicht werden, wenn eine bestimmte Reihenfolge der kalibrierten Parameter berücksichtigt wurde. Folglich sollten zuerst jene Parameter in Betracht gezogen werden, die deutliche Verbesserungen in der Modellanpassung liefern. Der Ansatz, ein gering parametrisiertes Modell durch die Anwendung des AIC mit unterschiedlichen Informationsarten zu erhalten, wurde erfolgreich auf einen Lysimeterstandort übertragen. Dabei wurden zwei unterschiedliche reale Messwertarten genutzt: Evapotranspiration und Sickerwasser. Mit Hilfe dieser weiteren, unabhängigen Modellbewertung konnte die Gültigkeit dieses AIC-Ansatzes gezeigt werden.

The ever increasing demand of our information society for reliable Geographic Information (GI) is the moving power for the development and maintenance of Spatial Data Infrastructures (SDI). Consequently, an SDI works to full benefit of its users if the SDI data collection is accessible and can be efficiently used by all users in spatial problem solving and decision-making. Current development and use of SDI focuses on handling geospatial data entirely by means of information technology. Thereby, low awareness seems to be paid to a user-friendly and understandable presentation of geospatial data. Based on the understanding that GI is the result of human geospatial information processing, it is argued that cartography is essential in the SDI context in order to achieve the objectives of SDI. Specifically, the thesis aimed at exploring the concept of user-oriented map design in relation to SDI and elaborating a methodology for creating effective cartographic representations for SDI relevant user types. First of all, the SDI concept, its objectives and principles are explored using the example of the current European SDI initiatives as to the human aspect of an SDI. Secondly, in order to determine the role and task of cartography in the SDI context, the conceptual framework of contemporary cartography is reviewed to provide the theoretical and technological framework for a user-oriented map design. Given this, the SDI environment is assessed in relation to cartography with respect to the services providing access to the SDI data collection. Further, an SDI map production framework is elaborated utilising Spiess’ concept of the graphic filter as a model for the transformation of SDI data into useful cartographic representations. Besides, the map design strategy by Grünreich provides the starting point for developing the process of map production. The main tasks are detailed and justified taking into consideration the semiotic-cognitive and action-related concepts underpinning contemporary cartography. The applied research encompasses a case study which is performed to implement and, thus, evaluate the proposed methodology. It starts from a use case scenario where an international spatial planning team requires getting familiar with the overall geographic characteristics of a European cross-border area. Following the process steps of user-oriented map design in the SDI environment, a map design specification is elaborated and implemented under real world conditions. The elaborated methodology for creating user-friendly and understandable cartographic representations of geospatial data in the SDI environment is based on theoretical and technological foundation of contemporary cartography. Map design in the SDI context, first of all, means to establish a graphic filter that determines the parameters and rules of the cartographic transformation process to be applied. As both an applied art and engineering the design of the graphic filter is a creative process developing a map design solution which enables SDI users to easily produce their map. It requires on the one hand an understanding of map use, map user and map use situation, and on the other hand insight into the data used as the source. The case study proves that the elaborated methodology is practicable and functional. Cartographic reverse engineering provides a systematic and pragmatic approach to the cartographic design task. This way, map design solutions can be built upon existing cartographic experience and common traditions as suggested by the INSPIRE recommendation for portrayal. The resulting design solution constitutes a prototype of a European Reference Map at medium scale built upon existing cartographic experience and common traditions. A user-friendly, understandable and comparable presentation of geospatial data in Europe would support the human and institutional potential for cross-border cooperation and collaboration. Besides that, the test implementation shows that tools are available which make it technically feasible and viable to produce a map from geospatial data in the SDI data collection. The research project raises awareness to the human aspect of SDI inherit in its objective to support end users to derive GI and knowledge from the geospatial data gathered in the SDI data collection. The role and task of cartography in the SDI context is to contribute to the initiation, creation, and maintenance of portrayal services to facilitate a comprehensive access to the underlying geospatial data by means of a user-friendly and understandable graphic interface. For cartography to take effect in the SDI development and use, cartographic design knowledge has to be made explicit and operational. It is the responsibility of cartographic professionals to prepare the map design. The wide range of map use contexts requires a great flexibility of design variants depending on the dimension of human-map interaction. Therefore, the design of the maps needs to be user-driven to enable an efficient map use in the user’s task. Besides their function as a graphic interface, maps facilitate a common understanding of the depicted geographic features and phenomena when sharing GI between SDI users. In other words, map design can be regarded a measure to establish interoperability of geospatial data beyond the technical level. The research work is in the scope of communication cartography, a research domain seeking to deepen the understanding of the role of cartographic expressions when understanding and communication of GI is involved. / Der wachsende Bedarf unserer Wissensgesellschaft an zuverlässigen Informationen über räumliche Strukturen und Sachverhalte ist die treibende Kraft bei Aufbau und Einsatz von Geodateninfrastrukturen (GDI). Eine Geodateninfrastruktur wirkt zum vollen Nutzen der Gesellschaft, wenn die Daten in der GDI zugänglich sind und effektiv für Erkenntnis- und Entscheidungsprozesse genutzt werden können. Die gegenwärtige Entwicklung von GDI setzt auf moderne Informationstechnologien bei der Geodatenverarbeitung. Dabei, wird einer bedarfsgerechten und nutzerfreundlichen Präsentation von Geodaten in ansprechender visueller Form wenig Aufmerksamkeit zuteil. Da Geoinformation erst durch die Interaktion des Nutzers mit den Geodaten entsteht, ist es Aufgabe der Kartographie, bedarfsgerechte Kartendarstellungen zu gestalten und an der Schnittstelle zwischen einer Geodateninfrastruktur und ihren Nutzern bereitzustellen. Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, eine Methodik für den Kartenherstellungsprozess in einer GDI-Umgebung zu entwickeln und beispielhaft zu erproben. Zunächst, werden Konzept, Ziele und Prinzipien von Geodateninfrastruktur beispielhaft anhand der Europäischen GDI-Initiativen dargestellt und hinsichtlich des Bedarfs an kartographischen Darstellungen untersucht. Danach wird, ausgehend von der Forderung nach verständlichen und gut interpretierbaren Geoinformationen, die Rolle der Kartographie im GDI-Kontext bestimmt. Dabei werden zunächst Funktion und Aufgaben der Kartographie sowie die tragenden Konzepte und Grundlagen einer nutzerorientierten Kartengestaltung dargelegt. Der Vergleich der bestehenden Geodatenzugangsdienste zur Funktion der Kartographie ergibt eine Lücke, die es zu schließen gilt, um den Nutzeranforderungen gerecht zu werden. Dazu wird der Gesamtprozess für die Herstellung von Karten im GDI-Kontext beschrieben. In diesem Prozess kommt dem Graphikfilter von Spiess (2003) besondere Bedeutung als Modell eines wissensbasierten Systems zur Aufstellung und Umsetzung von kartographischen Gestaltungsregeln zu. Den Ausgangspunkt für die Ausarbeitung der Teilprozesse bieten die von Grünreich (2008) vorgeschlagenen Teilaufgaben der Kartographie im Rahmen der GDI. Mittels eines Anwendungsfalls im Europäischen Kontext wird der vorgeschlagene Gesamtprozess erprobt. Dieses Beispiel geht davon aus, dass eine internationale Planungsgruppe im Zuge der Konzeption einer grenzüberschreitenden Verkehrsverbindung eine anschauliche Beschreibung der Landschaft in Form einer einheitlich gestalteten und flächendeckenden Karte benötigt. Durch Anwendung des kartographischen Reverse Engineering anerkannt gut gestalteter Karten werden die Vorgaben für die Kartengestaltung ermittelt. Einschließlich der Anwendung auf konkrete GDI-Daten wird der zuvor entwickelte Herstellungsprozess ausgeführt und diskutiert. Die entwickelte Methodik für den Kartenherstellungsprozess in der GDI-Umgebung basiert auf den semiotisch-kognitiven und handlungstheoretischen Konzepten der modernen Kartographie. Kartengestaltung im Kontext von Geodateninfrastrukturen bedeutet die Entwicklung eines Graphikfilters, der eine optimale bedarfsgerechte Visualisierung der Geodaten mittels nutzerspezifischer Parameter und Gestaltungsregeln ermöglicht. Wie das Fallbeispiel zeigt, ist es die durch die entwickelte Methodik möglich, brauchbare und nützliche Kartendarstellungen zu gestalten. Die Anwendung des kartographischen Reverse Engineering erlaubt es, Kartendarstellungen zu entwickeln, die - wie von INSPIRE empfohlen - bewährten kartographischen Erfahrungen und allgemeinen Traditionen entsprechen. Das Ergebnis des Anwendungsfalls ist ein Prototyp einer Europäischen Referenzkarte im Maßstab 1: 250,000. Die einheitliche und somit vergleichbare Darstellung über Grenzen hinweg unterstützt das Planungsteam in seiner Arbeit. Die praktische Umsetzung der Karte zeigt zudem, dass funktionsfähige Werkzeuge und Technologien für die regelbasierte Kartenherstellung aus GDI-Daten vorhanden sind. Die Dissertation trägt dazu bei, das Bewusstsein für den menschlichen Aspekt der Nutzung einer Geodateninfrastruktur zu schärfen. Der Beitrag der Kartographie zur Nutzung der Geodaten einer GDI besteht in der Initiierung, Gestaltung und Pflege von Darstellungsdiensten, da die Nutzbarkeit der Geodaten am besten gewährleistet ist, wenn die Gestaltungsmethoden der Kartographie angewendet werden. Dabei liegt es in der Verantwortung der Kartographen, die nutzerseitigen Aspekte dieser graphischen Schnittstelle unter Berücksichtigung der modernen kartographischen Konzepte zu betreuen. Gemäß INSPIRE-Richtlinie werden auf Karten gestützte Informationen bei zahlreichen Tätigkeiten verwendet. Für eine effektive visuelle Informationsverarbeitung durch den Nutzer ist daher eine nutzerorientierte Kartengestaltung in Abhängigkeit von der geplanten Interaktion (z.B. Kommunikation oder Analyse) unerlässlich. Neben der Funktion als Schnittstelle machen kartographische Darstellungen räumliche Strukturen verständlich. Daher ist die Kartenherstellung im GDI-Kontext eine Maßnahme, um Interoperabilität von Geodaten über die technische Ebene hinaus auf menschlicher Ebene zu ermöglichen. Die Relevanz dieser Forschungsarbeit liegt im Bereich der Kommunikationskartographie, die die Effektivität und Verbindlichkeit der Kommunikation über räumliche Strukturen und Sachverhalte zu vertiefen sucht.

Restlöcher ausgekohlter Braunkohlentagebaue werden aus landeskulturellen und ökonomischen Gründen wasserwirtschaftlich als Speicher, Hochwasserrückhaltebecken, Klärteiche, Wassergewinnungsanlagen sowie zur Naherholung genutzt. Diese Restlöcher werden zum großen Teil von aus geschüttetem Abraum bestehenden Böschungen umschlossen. Bei Wasserspiegelschwankungen neigen diese unbefestigten Böschungen zum Rutschen. Als Folge dieser Böschungsrutschungen bilden sich auf der Wasseroberfläche Wellen, die eine beachtliche Größe erreichen können. Diese Schwallwellen übertreffen in ihren Ausmaßen die Windwellen in den Tagebaurestlöchern um ein Vielfaches. Um diese Erscheinungen vorausberechnen zu können, wurden im Hubert-Engels-Laboratorium der Sektion Wasserwesen Untersuchungen durchgeführt. Die Entwicklung einer allgemeingültigen Berechnungsmethode für die Schwallwelle bei der Bewegung eines Teiles der das Wasserbecken begrenzenden Böschung verlangt die Einführung erfassbarer Parameter wie der Breite der rutschenden Böschung, den zeitlichen Verlauf der Wasserverdrängung sowie Tiefen- und Lageverhältnisse des Beckens. Die dafür notwendigen Kennzahlen können nur näherungsweise bestimmt werden, so dass einfache Beckengeometrien, ein über die Rutschzeit gleich bleibender Verlauf der Wasserverdrängung und Erhaltung der Böschungskante einem Berechnungsverfahren zugrunde gelegt werden müssen. Für die Berechnung des Füllschwalles auf das ruhende Wasser sind einige Verfahren bekannt geworden, die auf eine gemeinsame Gleichung für die Berechnung der Schwallhöhe zurückzuführen sind. Für die ebene Ausbreitung des Füllschwalles über Ruhewasser ergeben sieh zwei prinzipielle Abflussmöglichkeiten: Auflösung in Wellen oder brandender Schwallkopf. Diese beiden Möglichkeiten sowie der Übergangsbereich werden durch FROUDE-zahlen festgelegt. Der Wellenkopf von Füllschwallwellen wird durch eine Einzelwelle gebildet. Die Rutschung einer Böschung wurde durch die gleichzeitige Horizontal- und Vertikalbewegung einer Platte nachgebildet. Die Bewegung der Platte, die entstehenden Wellen und die Kräfte auf Auflaufböschung wurden durch einen Oszillografen aufgezeichnet. Die Auswertung der Versuche ergab eine Übereinstimmung zwischen Messergebnissen und den Berechnungen nach den Gesetzen des Füllschwalls. Die sekundlich verdrängte Wassermenge pro Breiteneinheit und die Ruhewassertiefe bestimmen die entstehenden Schwallwellen. Ein Einfluss der vertikalen Bewegungskomponente ist im untersuchten Bereich nicht nachweisbar. Die dynamischen Kräfte auf die Abschlussböschung können durch den Impuls der Einzelwelle dargestellt werden. Die räumliche Ausbreitung der Schwallwellen wurde in einem Modell untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass die größten Wellenhöhen in der Richtung der Bewegung der Platte auftreten, während die Wellenhöhen in seitlichen Ausbreitungsrichtungen kleiner sind. Berechnungsansätze für die maximale Wellenhöhe der front wurden ermittelt. Als Ergebnis wurde ein Berechnungsverfahren entwickelt, welches ausgehend von den Parametern dar Rutschung, die Eigenschaften der Schwallwellen einschließlich der durch sie hervorgerufenen Belastungen auf der Auflaufböschung ermöglicht. Mit diesem Berechnungsverfahren ist es möglich, Böschungen wirtschaftlich zu gestalten und schädliche Rückwirkungen auf das Staubecken durch Schwallwellen zu vermeiden. Bisher notwendige Kosten für eine sehr flache Gestaltung der Böschung können entfallen. Gleichzeitig bleibt ein größerer nutzbarer Stauraum erhalten. Die Digitalisierung der vorliegenden Arbeit durch die Sächsische Landesbibliothek - Staats- und Universitätsbibliothek Dresden (SLUB) wurde durch die Gesellschaft der Förderer des Hubert-Engels-Institutes für Wasserbau und Technische Hydromechanik an der Technischen Universität Dresden e.V. unterstützt.