3rd Probabilistic Workshop Technical Systems, Natural Hazards

Modern engineering structures should ensure an economic design, construction and operation of structures in compliance with the required safety for persons and the environment. In order to achieve this aim, all contingencies and associated consequences that may possibly occur throughout the life cycle of the considered structure have to be taken into account. Today, the development is often based on decision theory, methods of structural reliability and the modeling of consequences. Failure consequences are one of the significant issues that determine optimal structural reliability. In particular, consequences associated with the failure of structures are of interest, as they may lead to significant indirect consequences, also called follow-up consequences. However, apart from determining safety levels based on failure consequences, it is also crucially important to have effective models for stress forces and maintenance planning ... (aus dem Vorwort

Resilienz von Fließgewässern - Entwicklung und Anwendung einer Methodik zur indikatorengestützten Bewertung unter Berücksichtigung multipler Stressoren

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der Resilienz von Fließgewässern gegenüber multiplen Stressoren und die Anwendung der Methodik an einem ausgewählten Fallbeispiel. Die wesentliche Grundlage bildete zunächst die stressorenbezogene Systembeschreibung auf Basis des DPSIR-Ansatzes im 2. Kapitel. Klimatische Treiber, anthropogene Katalysatoren, resultierende Stressoren und Zustandskategorien für das System Fließgewässer wurden im Hinblick auf die Entstehung von Stress in den Fließgewässern beschrieben. Vor dem Hintergrund des identifizierten Stressorensets erfolgte in Kapitel 3 die ausführliche theoretisch-methodische Auseinandersetzung mit dem Resilienzbegriff. Hierbei erfolgte die Einordnung in Bezug auf flankierende Fachtermini, wie Vulnerabilität, Gefährdung und Risiko. Zudem wurden die für Fließgewässer besonders relevanten Fachdisziplinen Ökologie, Hydrologie, Technik und Planung beleuchtet. Anpassung als wichtiger Bestandteil von Resilienz wurde über die Beschreibung von adaptiven Zyklen und Panarchie methodisch in die Arbeit integriert. Basierend auf dem vorliegenden Fachwissen wurde die Resilienz von Fließgewässern in Kapitel 4 definiert. Zentrale Aspekte sind hierbei die Beschreibung der drei relevanten Resilienzdimensionen „Ökologie“, „Hydrologie“ und „Technik/Infrastruktur“, die Unterteilung in die Systemelemente „Gewässer“, „Umfeld“ und „Einzugsgebiet“ sowie die insgesamt sechs wesentlichen Stressoren „Wassertemperatur“, „Hochwasser“, „Trockenheit“, „Niedrigwasser“, „Wassererosion“ und „Stoffeinträge“. Der zentrale Term der „spezifischen Resilienz“ drückt die Resilienz eines Systemelementes in einer Resilienzdimension gegenüber eines einzelnen Stressors unter Berücksichtigung der „gegebenen natürlichen Sensitivität“ wider. Die Funktionsfähigkeit von Fließgewässern im Hinblick auf deren Resilienz wird qualitativ an den vier Resilienzkriterien „Robustheit“, „Elastizität“, „Redundanz“ und „Vielfalt“ bestimmt, die funktionalen Gruppen der Antagonismen wurden mit „robuster Elastizität“ und „redundanter Vielfalt“ beschrieben. Die in Kapitel 5 aufgeführte quantitative Untersetzung der Resilienzkriterien durch Zustandsindikatoren bildet eine wichtige Grundlage für die Operationalisierung der Resilienz von Fließgewässern in der Planungspraxis. Dabei wird abschließend die (allgemeine) Resilienz durch Verschneidung der „spezifischen Resilienz“ und der „anthropogen bedingten Anpassungskapazität“, welche anhand der Einflüsse von Anpassungsmaßnahmen bewertet wurde, ermittelt. Die beschriebenen Arbeitsschritte wurden abschließend am Beispiel der Müglitz und ihres Einzugsgebietes auf Praxistauglichkeit überprüft, wobei die allgemeine Anwendbarkeit des erarbeiteten Resilienzansatzes nachgewiesen werden konnte. Neben der Bewertung ausgewählter Zustandsindikatoren und den damit verbundenen epistemologischen Unsicherheiten sind es vor allem die datenbezogenen Fehlstellen und Unschärfen sowie einzelne planungsbezogene Verbesserungsmöglichkeiten, die die dargestellte Resilienzbewertung ausmachen und entsprechende Empfehlungen und Anforderungen zur Resilienzstärkung begründen

4th International Probabilistic Workshop: 12th-13th October 2006, Berlin, BAM (Federal Institute for Materials Research and Testing)

Die heutige Welt der Menschen wird durch große Dynamik geprägt. Eine Vielzahl verschiedener Prozesse entfaltet sich parallel und teilweise auf unsichtbare Weise miteinander verbunden. Nimmt man z.B. den Prozess der Globalisierung: Hier erleben wir ein exponentielles Wachstum der internationalen Verknüpfungen von der Ebene einzelner Menschen und bis zur Ebene der Kulturen. Solche Verknüpfungen führen uns zum Begriff der Komplexität. Diese wird oft als Produkt der Anzahl der Elemente eines Systems mal Umfang der Verknüpfungen im System verstanden. In anderen Worten, die Welt wird zunehmend komplexer, denn die Verknüpfungen nehmen zu. Komplexität wiederum ist ein Begriff für etwas unverstandenes, unkontrollierbares, etwas unbestimmtes. Genau wie bei einem Menschen: Aus einer Zelle wächst ein Mensch, dessen Verhalten wir im Detail nur schwer vorhersagen können. Immerhin besitzt sein Gehirn 1011 Elemente (Zellen). Wenn also diese dynamischen sozialen Prozesse zu höherer Komplexität führen, müssen wir auch mehr Unbestimmtheit erwarten. Es bleibt zu Hoffen, dass die Unbestimmtheit nicht existenzielle Grundlagen betrifft. Was die Komplexität der Technik angeht, so versucht man hier im Gegensatz zu den gesellschaftlichen Unsicherheiten die Unsicherheiten zu erfassen und gezielt mit ihnen umzugehen. Das gilt für alle Bereiche, ob nun Naturgefahrenmanagement, beim Bau und Betrieb von Kernkraftwerken, im Bauwesen oder in der Schifffahrt. Und so verschieden diese Fachgebiete auch scheinen mögen, die an diesem Symposium teilnehmen: Sie haben erkannt, das verantwortungsvoller Umgang mit Technik einer Berücksichtigung der Unbestimmtheit bedarf. Soweit sind wir in gesellschaftlichen Prozessen noch nicht. Wünschenswert wäre, dass in einigen Jahren nicht nur Bauingenieure, Maschinenbauer, Mathematiker oder Schiffsbauer an einem solchen Probabilistik- Symposium teilnehmen, sondern auch Soziologen, Politiker oder Manager... (aus dem Vorwort) --- HINWEIS: Das Volltextdokument besteht aus einzelnen Beiträgen mit separater Seitenzählung.PREFACE: The world today is shaped by high dynamics. Multitude of processes evolves parallel and partly connected invisible. For example, the globalisation is such a process. Here one can observe the exponential growing of connections form the level of single humans to the level of cultures. Such connections guide as to the term complexity. Complexity is often understood as product of the number of elements and the amount of connections in the system. In other words, the world is going more complex, if the connections increase. Complexity itself is a term for a system, which is not fully understood, which is partly uncontrollable and indeterminated: exactly as humans. Growing from a single cell, the humans will show latter a behaviour, which we can not predict in detail. After all, the human brain consists of 1011 elements (cells). If the social dynamical processes yield to more complexity, we have to accept more indetermination. Well, one has to hope, that such an indetermination does not affect the basic of human existence. If we look at the field of technology, we can detect, that here indetermination or uncertainty is often be dealt with explicitly. This is valid for natural risk management, for nuclear engineering, civil engineering or for the design of ships. And so different the fields are which contribute to this symposium for all is valid: People working in this field have realised, that a responsible usage of technology requires consideration of indetermination and uncertainty. This level is not yet reached in the social sciences. It is the wish of the organisers of this symposium, that not only civil engineers, mechanical engineers, mathematicians, ship builders take part in this symposium, but also sociologists, managers and even politicians. Therefore there is still a great opportunity to grow for this symposium. Indetermination does not have to be negative: it can also be seen as chance

Applications of new information technologies for the preparation and efficient transmission of geographic information - the example of map-based systems on the Internet

Für die Bearbeitung sowohl praktischer als auch wissenschaftlicher Fragestellungen gewinnt der Einsatz kartengestützter Online-Systeme heute zunehmend an Bedeutung und führt zu einer außerordentlich großen Aufwertung der klassischen Funktion der Kartendarstellung in raumbezogenen Arbeits- und Forschungsprozessen. Dies bezieht sich nicht nur auf das Fach Geographie, sondern auch auf andere geowissenschaftliche Disziplinen. Alle Raumwissenschaften greifen auf räumliche Modelle in Form von Karten oder kartenverwandten Darstellungen zurück, um Zugang zur räumlichen Realität zu erhalten und theoriegeleitet arbeiten zu können.Wie bei Fernerkundungstechniken oder statistischen Analyseverfahren, die in zahlreichen geographischen Forschungsprozessen oder praktischen Auswertungstätigkeiten angewandt werden, ist es auch im Bereich der Online-Informationsvermittlung heute erforderlich, über hinreichende Kenntnisse der Wirkungsweise der eingesetzten Techniken (Verfahren) zu verfügen. Gerade im Hinblick auf die optische Perfektion, die mittlerweile kennzeichnend für die digitalen Produkte raumbezogener Visualisierungstechniken ist, erscheint es notwendig, technische Zusammenhänge und Grundlagen aufzuzeigen.Die Analyse der Konstruktions- und Distributionsweisen und die Herausstellung der informationstheoretischen Vorzüge kartengestützter Online-Systeme wurde dabei um eine empirische Überprüfung ergänzt, um eine umfassendere Bewertung des tatsächlichen Vermittlungserfolges von geographischen Informationen erreichen zu können. Mit diesem Ansatz wurde der Versuch unternommen, die These von der größeren Effizienz von Webkarten zu überprüfen und aufzuzeigen, ob und ggfs. in welchem Umfang sich die mit einer Web-Karte verfolgte Intention, einen Raumausschnitt thematisch oder topographisch wiederzugeben, im Vergleich zu konventionellen Printkarten unterschiedlich umsetzen lässt. Die Datenerhebung erfolgte über eine Befragung von zwei unterschiedlichen Versuchsgruppen, deren Wahrnehmungsleistungen als Indikator für die Wirkung der unterschiedlich codierten Rauminformationen gewertet wurden.Insgesamt belegen die Ergebnisse des kartographischen Experiments die Annahme, dass der Vermittlungserfolg von kartengestützten Rauminformationen, die über das Internet übertragen werden, größer ist als bei konventionellen Printkarten. Der Anteil an korrekten Antworten, der bei der vergleichenden Befragung erzielt wurde, ist bei den mit der Web-Technologie visualisierten Karten durchschnittlich um rund 15% größer als bei den normalen Printkarten. Insbesondere bei komplexeren Rauminformationen, bei denen es um vergleichende Betrachtungen oder das Erfassen von kausalen Zusammenhängen geht, besitzen interaktive und multimedial unterstützte Raumdarstellungen, wie sie das World Wide Web ermöglicht, eindeutig Vorteile. Die Möglichkeiten zum räumlich, zeitlich und inhaltlich nahezu unbegrenzten Informationsabruf und zur Variation der Datenwiedergabe von Webkarten kommen dem jeweils unterschiedlich ausgeprägten Wahrnehmungsvermögen der Kartennutzer zugute und verbessern offensichtlich die individuelle Informationsaufnahme

Europa für Berlin-Brandenburg

EUROPA FÜR BERLIN-BRANDENBURG Europa für Berlin-Brandenburg (Rights reserved) ( -

UIS BW, Umweltinformationssystem Baden-Württemberg, F+E-Vorhaben INOVUM, Innovative Umweltinformationssysteme. Phase II 2016/18. (KIT Scientific Reports ; 7751)

Das F+E-Vorhaben INOVUM des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg setzt auf eine breite Kooperation mit Partnern aus Verwaltung, Wissenschaft und Wirtschaft zum gemeinsamen Ausbau der behördlichen Umweltinformationssysteme. Schwerpunkte der Projektphase INOVUM II waren u.a. Aspekte der Digitalisierungsstrategie des Landes Baden-Württemberg, Weiterentwicklung servicebasierter Umweltportale, mobile Anwendungen, Big-Data-Technologie und Aufbau eines Sensornetzwerks

Hydrologie anwendungsorientiert vermitteln

Vielfältige Bedürfnisse der Gesellschaft und Wirtschaft sowie klimabedingte Veränderungen stellen komplexe Herausforderungen für den Umgang mit Gewässern und der Ressource Wasser. Dementsprechend hält die UNO im sechsten Ziel der Agenda 2030 fest, dass der Zugang zu Trinkwasser und zu sanitären Einrichtungen ein Menschenrecht sei und der Umgang mit der Ressource Wasser entscheidend für die soziale, wirtschaftliche und ökologische Entwicklung ist. Ein umsichtiger Umgang mit diesen hydrologischen Herausforderungen setzt in Gesellschaft, Wirtschaft und Politik ein anschlussfähiges hydrologisches Grundwissen voraus. Nur so können in der Gesellschaft und Politik Mass-nahmen für ein zukunftsorientiertes Wassermanagement im eigenen Lebensraum verstanden und konsensbezogen umgesetzt werden. Damit ist insbesondere die Bildung auf allen Schulstufen gefordert, hydrologisches Grundlagenwissen so zu vermitteln, dass es die Lernenden später in anderen Situationen und Problemstellungen anwenden können, um so Handlungsoptionen für sich persönlich, die Gesellschaft, Wirtschaft und Politik zu erkennen und weiterzuentwickeln. Dieser Anspruch deckt sich mit einer grundsätzlich und immer wieder gestellten Forderung an den Geografieunterricht, Kenntnisse sollen so vermittelt werden, dass diese von den Lernenden bei anderen Sachverhalten und in anderen geografischen Räumen angewendet und weiterentwickelt werden. Wenn Lernen sinnvoll sein soll, muss das Gelernte anwendbar und übertragbar sein, um so späteres Lernen oder Problemlösen zu beeinflussen. Dies ist auch eine Zielsetzung der Kompetenzorientierung, die aktuell die schweizerische und europäische Bildungsdiskussion bestimmt und sich beispielsweise an Gymnasien in Lehrplänen oder in den Anforderungsbereichen an Maturitätsprüfungen niederschlägt. Obschon vom Fachbereich Hydrologie und von der Bildung Unterrichtskonzepte gefordert sind, welche die Transferleistung ausbilden, und man sich in der Geografiedidaktik über deren Bedeutung einig ist, gibt es im Fachbereich Geografie kaum Studien zur Transferleistung. Ausgehend vom lernpsychologischen Begriffsverständnis und geografischen Anforderungen im Unterricht wird in der vorliegenden Dissertation unter Transfer (lat.-engl.; „Übertragung, Überführung“) die Fähigkeit verstanden, erworbenes Wissen oder erlernte Fertigkeiten in anderen Situationen und Aufgaben mit neuen Anforderungen anzuwenden. Doch wovon hängt der erfolgreiche Transfer von Gelerntem im Geografieunterricht ab? Ausgehend von dieser Fragestellung wird in der vorliegenden Dissertation der flexibel einsetzbare Lernansatz AEL entwickelt, der die Transferleistung im Unterricht explizit fördern soll. Bei der Entwicklung des Lernansatzes AEL waren geografiedidaktische und lernpsychologische Forschungsergebnisse sowie reflektierte Erfahrungen aus dem eigenen Unterricht auf der Sekundarstufe II leitend. Der Lernansatz AEL dient als didaktisches Konzept für das Lernmedium WASSERverstehen, welches in Zusammenarbeit mit der Gruppe für Hydrologie des Geografischen Instituts der Universität Bern und dem Hydrologischen Atlas der Schweiz entwickelt wurde. Das Lernmedium WASSERverstehen zeigt mit dem Print- und E-Book praxisorientiert die Umsetzung des Lernansatzes AEL und ermöglicht eine quantitative Wirksamkeitsstudie an vier gymnasialen Klassen im Geografieunterricht. In der Studie mit einem Pre-, Post-, Follow-up-Test-Design wurde in einer Experimental- und Vergleichsgruppe die Wirksamkeit des Lernansatzes AEL, des Lernmediums WASSERverstehen und der Unterrichtssequenz auf die vier Bereiche Wissenszuwachs, Behaltensleistung, Transferleistung und Beständigkeit der Transferleistung zum Thema Hochwasser untersucht. Die Studie zeigt, dass der Lernansatz AEL das Vorwissen und die Erfahrungen der Lernenden im Unterricht flexibel zugänglich macht und so einen Conceptual Change ermöglicht sowie den Wissenszuwachs, die Behaltensleistung, die Transferleistung und deren Beständigkeit zu Hochwasser hochsignifikant steigert. Verschiedene Praxiserprobungen zeigen zudem, dass sich der Lernansatz AEL für geografische Fragestellungen zu komplexen Sachverhalten eignet, wo eindeutige Lösungen mit „richtig“ und „falsch“ nicht zielführend sind und wo aus unterschiedlichen Perspektiven das dynamische Verhältnis von Umwelt und Mensch erkannt und verstanden werden muss. Mit dem Lernansatz AEL, dem Lernmedium WASSERverstehen und der Wirksamkeitsstudie liegen erstmals im Verbund theoriebasierte, praxisbezogene und statistisch überprüfte Grundlagen zur Transferleistung im Geografieunterricht vor. Damit bietet die Studie Grundlagen zum Lerntransfer für unterrichtende Lehrpersonen, für die Ausbildung von Lehrpersonen, für die geografiedidaktische und lernpsychologische Forschung und für die Lernmedienentwicklung. Keywords: Transferleistung, Wissenskonstruktion, Kompetenzorientierung, Lernansatz AEL, Vorstellungen, Conceptual Change, quantitative Wirksamkeitsstudie, Lernmedium WASSERverstehen, Hydrologie, komplexe Themen, Hochwasse