Collaborative Quality Controlled Collection and Semantic Integration of Spatial Data

In den vergangenen Jahren ist die Verbreitung von mobilen Geräten mit integrierter Lokalisierungstechnologie (z.B. GPS) stark gestiegen. Jeder, der ein solches Gerät besitzt, kann zum Datenlieferanten werden und in einem Netzwerk von Freiwilligen, die Rolle eines Datensensors übernehmen. In der vorliegenden Dissertation werde ich zwei Problemstellungen näher betrachten, die im Kontext von raumbezogenen Daten, erhoben von Gemeinschaften aus fachlich (hier: geowissenschaftlich) nicht geschulten Nutzern, noch ungelöst sind: Wie können geowissenschaftliche Laien motiviert werden, freiwillig qualitätsgesicherte raumbezogene Daten zu erheben? Der erste Beitrag meiner Dissertation liefert eine Antwort auf diese Frage. Er beinhaltet ein Framework zum Design von ortsbezogenen Spielen, die geowissenschaftliche Laien motivieren, raumbezogene Daten qualitätsgesichert in spielerischer Art und Weise zu sammeln. Um es mit den Worten von Peltola et al. (2006) auszudrücken: ”game play is a natural motivator to participate in something that is not necessary or beneficial. [...] By controlling game events and perhaps game logics and rules, the agencies that ultimately use the gathered data, can steer players to do tasks supporting their needs“. Wie kann die Qualität von Sammlungen semantisch angereicherter raumbezogener Daten verbessert werden? Eine wichtige Eigenschaft von ortsbezogenen Spielen zur Datenerhebung ist die wiederholte Spielbarkeit. Im Gegensatz zu anderen Domänen ist nämlich die Erstellung redundanter Daten im raumbezogenen Kontext sogar erwünscht. Das Zusammenführen von Daten mehrerer Nutzer kann man als Mehrfachmessung auffassen, die sich dazu nutzen lässt, die Qualität von Lokalisierung (Wo?) und Kategorisierung (Was?) zu verbessern. Der zweite Beitrag meiner Dissertation gibt eine Antwort auf die Fragestellung und besteht in einem Ansatz zur semantischen Integration der gesammelten raumbezogenen Daten.In recent years, the proliferation of mobile devices capable of recording GPS coordinates has increased rapidly. Everyone owning such a device has the potential to be a ”voluntary sensor” (Goodchild, 2007) and as such provide useful information about his everyday environment. In my PhD thesis I want to investigate two research problems in the context of spatial data collected by these voluntary non-experts that are not solved yet: How can non-experts be motivated to collect quality controlled spatial data voluntarily? Therefore the first contribution of my PhD thesis is a framework to design location-based games that motivate voluntary non-experts to collect quality controlled spatial data in an entertaining way. To say it with Peltola et al. (2006): ”game play is a natural motivator to participate in something that is not necessary or beneficial. [...] By controlling game events and perhaps game logics and rules, the agencies that ultimately use the gathered data, can steer players to do tasks supporting their needs”. How can the quality of collections of semantically enhanced spatial data be improved? An important feature of location-based games for data collection is their replay ability. In contrast to other domains the redundant creation of data is very welcome in the context of spatial data. The integration of data from different users can be used to improve the quality of the localization (where?) and the categorization (what?) of such data. The second contribution of my PhD thesis is an approach to semantically integrate the collected spatial data

Kreativität in der Produktentwicklung und Muster als methodisches Hilfsmittel. Creativity in Product Development and Patterns as a Methodological Means of Support

Die vorliegende Dissertation beleuchtet den Kreativitätsbegriff für den Kontext der ingenieurmäßigen Produktentwicklung. Auf dieser Basis wird der Ansatz der Muster begründet, durch die Wissen bereitgestellt und gleichzeitig kreative Lösungsfindung in den Konstruktionsaktivitäten ermöglicht wird. Weiterhin wird ein Modell zur Erzeugung, Anwendung und Verbesserung von Mustern zur Verfügung gestellt, durch neue Methoden ergänzt und am Bespiel der Mikrotechnik in einem ersten Schritt erprobt

Automatische Generierung adaptiver Modelle zur Simulation von Produktionssystemen

The simulation of production and logistics processes is used today in a variety of industries. Simulation is used for the analysis, design, and optimization of production and logistics processes and their resource requirements and can be used here both in the planning, commissioning, and during the actual operation.The undisputed great potentials of material flow simulation stand against high costs and effort for implementing simulation models and conducting simulation studies. Due to the poor integration and standardization of the simulation and increasing demands of companies with respect to accuracy, flexibility, adaptability, speed, cost, and reusability the expenses for using simulation are increasing.One approach that has been attempted repeatedly for several years as a contribution to mitigate the cost of using simulation is the automatic generation of simulation models. Automatic model generation refers to different approaches permitting simulation models or parts of models to be produced by means of algorithms. So far, no approach has been published which yields good results for a broad spectrum of application areas and industries.In this work, a comprehensive framework for the integration and automation of the simulation was designed and validated. The framework consists of organizational, methodical, and prototypically technical components. In this context, it is argued that for a broad application of automatic model generation the use of standards is required. Specifically, the Core Manufacturing Simulation Data (CMSD) is proposed as useful standard and a reference implementation of the standard provides the basis for the entire work. The support of all simulation phases, i.e. not only model building but also the evaluation of alternatives, initialization, evaluation of results, etc. is ensured throughout the entire framework. Furthermore, model generation methods and procedures for representing dynamic behavior in simulation models were specifically classified and selected methods were implemented and presented.Ein Ansatz, der seit einigen Jahren immer wieder als ein Lösungsbeitrag für eine bessere Nutzung der Simulation von Produktionsprozessen gerade in KMU’s betrachtet wird, ist die automatische Generierung von Simulationsmodellen. In dieser Arbeit wird ein umfassendes Rahmenwerk zur Integration bzw. Automatisierung der Simulation vorgestellt. Es wurden organisatorische, methodische als auch prototypisch technische Komponenten entworfen und validiert. Hierbei wird die These vertreten, dass eine breit anwendbare automatische Modellgenerierung allein durch die Nutzung von Standards zum Datenaustausch bzw. zur Konzeptmodellerstellung sinnvoll zu implementieren ist. Konkret wurde der Core Manufacturing Simulation Data (CMSD) Standard genutzt bzw. bildet dessen Referenzanwendung die Basis der Arbeit. Die Unterstützung aller Simulationsphasen, d.h. nicht allein der Modellerstellung sondern auch der Alternativenbildung, Initialisierung, Ergebnisauswertung usw. wird in allen Komponenten durchgehend gewährleistet. Weiterhin wurden konkret Modellgenerierungsmethoden und Verfahren zur Abbildung des dynamischen Verhaltens in Modellen klassifiziert und einzelne Lösungsansätze vorgestellt.Auch im Buchhandel erhältlich: Automatische Generierung adaptiver Modelle zur Simulation von Produktionssystemen / Sören Bergmann Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. XXXVII, 221 S. ISBN 978-3-86360-084-6 Preis: 31,20

Tesla - ein virtuelles Labor für experimentelle Computer- und Korpuslinguistik

Linguistisch motivierte Komponentensysteme bieten die Möglichkeit, Prozessketten zur maschinellen Annotation natürlichsprachlicher Daten zu definieren und auszuführen. Bisherige Ansätze unterliegen dabei verschiedenen Einschränkungen: So werden i.d.R. datenorientierte Austauschformate verwendet, die eine Abbildung generierter Daten auf proprietäre Metaformate erfordern, wodurch die Flexibilität bei der Implementation neuer Komponenten reduziert wird. Zudem wird der Reproduzierbarkeit von Ergebnissen nur eine niedrige Priorität eingeräumt, was die Nachvollziehbarkeit und Adaption neuer Verfahren erschwert. In dieser Arbeit wird mit Tesla (Text Engineering Software Laboratory) ein alternatives Komponentensystem vorgestellt, das die skizzierten Kritikpunkte ebenso wie weitere Nachteile und Einschränkungen derartiger Systeme vermeidet. Anhand eines Verfahrens zur automatischen Extraktion syntaktischer Strukturen, das auf die distributionelle Analyse nach Harris zurückgeführt werden kann, werden zunächst die Anforderungen, denen ein computerlinguistisches Komponentensystem genügen muss, konkretisiert und diskutiert. Im Anschluss daran werden verschiedene Frameworks hinsichtlich dieser Anforderungen evaluiert, um schließlich Konzept, Design und Implementation von Tesla vorzustellen und dadurch zu verdeutlichen, dass das beschriebene Strukturierungsverfahren in Form verschiedener experimenteller Versuchsaufbauten analysiert, erweitert und auf neue Untersuchungsgegenstände angewendet wird

Security-Pattern Recognition and Validation

The increasing and diverse number of technologies that are connected to the Internet, such as distributed enterprise systems or small electronic devices like smartphones, brings the topic IT security to the foreground. We interact daily with these technologies and spend much trust on a well-established software development process. However, security vulnerabilities appear in software on all kinds of PC(-like) platforms, and more and more vulnerabilities are published, which compromise systems and their users. Thus, software has also to be modified due to changing requirements, bugs, and security flaws and software engineers must more and more face security issues during the software design; especially maintenance programmers must deal with such use cases after a software has been released. In the domain of software development, design patterns have been proposed as the best-known solutions for recurring problems in software design. Analogously, security patterns are best practices aiming at ensuring security. This thesis develops a deeper understanding of the nature of security patterns. It focuses on their validation and detection regarding the support of reviews and maintenance activities. The landscape of security patterns is diverse. Thus, published security patterns are collected and organized to identify software-related security patterns. The description of the selected software-security patterns is assessed, and they are compared against the common design patterns described by Gamma et al. to identify differences and issues that may influence the detection of security patterns. Based on these insights and a manual detection approach, we illustrate an automatic detection method for security patterns. The approach is implemented in a tool and evaluated in a case study with 25 real-world Android applications from Google Play