Remote Sensing for Urban Sprawl Detection on Istanbul : Quantification and Detection of Key-Actions with Integrated GIS

Die vorliegende Arbeit basiert auf dem Projekt MOLAND für Istanbul, welches in den Jahren 2001 und 2002 für den Joint Research Centre der Europäischen Kommission in Ispra/Italien durchgeführt wurde. Zunächst wird in einem Hintergrund-Kapitel eine Einführung zum Projekt MOLAND (Monitoring Land-Use Dynamics) und seinen Zielen selbst gegeben, danach werden die weiteren Ziele der vorliegenden Arbeit definiert. Um die rasch wachsende Metropole Istanbul im Kontext zu begreifen, werden die wichtigsten geographischen und sozioökonomische Gegebenheiten zunächst für die Türkei dann auch speziell für die Marmara- Region und Istanbul skizziert. Neben der naturräumlichen Ausstattung werden auch Aspekte wie Migration, Wirtschaft, Industrialisierung, Tourismus und anderes angesprochen um Istanbul mit seinem Hinterland in Wechselwirkung zu verstehen. Ein kurzer geschichtlicher Abriss und eine Aufstellung der aktuellen Probleme schließt dieses Kapitel ab. Ein methodisches Kapitel ist der eigentlichen Analyse vorangestellt. Hier wird zunächst auf die Problematik der Landnutzungserfassung eingegangen, da jede Form einer solchen Klassifizierung ein Einpressen individueller Strukturen in ein festes Schema darstellt. Dies ist aber hinsichtlich von Vergleichen eine Notwendigkeit. Es werden dahingehend auch die CORINE und MOLAND Legenden mit Beispielen erläutert und die in dieser Studie genutzten häufigen Klassen dargestellt. Danach wird auf die Nutzungsmöglichkeiten von Geographischen Informationssystemen eingegangen, welche für solche räumlichen Analysen von großer Bedeutung sind. Datenmodelle, Formate und die Kombination unterschiedlichster Quellen in einem „Daten-Warenhaus“ werden vorgestellt. Schließlich wird auf die Datenbeschaffung und die genutzten Quellen eingegangen. Basierend auf deren Verfügbarkeit ergaben sich schließlich so die untersuchten Jahre 1945, 1968, 1988 und 2000. Neben topographischen Karten, die als Georeferenz dienten, wurden für die 1940er Jahre und 1968 Luftbilder beschafft, für 1987/88 KFA und KVR Satellitenphotos gekauft und für das Referenzjahr 2000 IKONOS und IRS Satellitenszenen vom JRC zur Verfügung gestellt. Auf weiterführende Daten und deren Nutzungsmöglichkeiten, z.B. Geologie, Geländemodelle, Thematische Karten, Statistiken usw. wird ebenfalls eingegangen. Detailliert werden die methodischen Schritte der Satellitenbild-Georeferenzierung, der photogrammetrischen Auswertung und Orthorektifizierung der Luftbilder und auch die weiteren vorbereitenden Arbeitsschritte vorgestellt. Die Methodik zur eigentliche Auswertung bzw. Interpretation der Daten erfolgt ebenfalls in diesem Kapitel, da Vektorisierung und Zuweisung der Nutzung in einem Prozess erfolgten. Neben Versuchen der automatischen Klassifizierung mittels Clusteranalyse wird auch diese manuelle Methode kritisch hinterfragt und Probleme aber auch häufig genutzte Klassen vorgestellt. Ein weiterer wichtiger methodischer Schritt ist die Rückdatierung (down-dating) der Referenz-Daten zur Erzeugung der historischen Landnutzungsdaten. Kurz wird auch auf die gemischte Datenverarbeitung eingegangen, welche in der späteren Analyse eine Rolle spielt. Da bei der manuellen Bearbeitung der Daten auch Dritte im Rahmen des Projektes beteiligt waren, wird auf eine Definition der notwendigen Arbeitsschritte besonderer Wert gelegt. Im drittel Kapitel wird zunächst das genaue Untersuchungsgebiet definiert und eine Betrachtung der geometrischen und thematischen Genauigkeit durchgeführt. Dann werden für alle Jahre die extrahierten Landnutzungsklassen in ihrer Lage, Größe und Nutzung präsentiert und auch das ebenfalls erfasste Verkehrsnetz betrachtet. Dies erfolgt sowohl in Form von Karten als auch kumulativer Statistiken für die gewählten Untersuchungsjahre. Im vierten Kapitel werden dann die Daten zunächst im Überblick analysiert und Entwicklungen anhand von Flächenzuwächsen oder Verlusten bilanziert. Anhand von Beispielen mit Luft- und Satellitenbildern und der entsprechenden Auswertungen wird der Landschaftswandel vom ländlichen Raum zur Grosstadt verdeutlicht. Bereits hier wird der enorme Zuwachs städtischer Strukturen vorwiegend zu Lasten der Landwirtschaftsflächen deutlich. Auch die Küstenlinie und Lagunen werden überplant und besondere infrastrukturelle Einrichtungen wie der Flughafen tragen zur Urbanisierung bei. 11 Räumliche Statistiken und kombinierte Analysen vertiefen in Kapitel 5 die vorangegangenen Feststellungen indem direkt die umgewidmeten Flächen extrahiert werden und auch Strukturänderungen innerhalb von Gruppen, z.B. der Wohngebiete festgestellt werden. Detaillierter werden nun einzelne Klassen analysiert und so z.B. der Trend zu dichterer Wohnbebauung herausgestellt. In Verbindung mit demographischen Daten werden unter Zuhilfenahme von Modellansätzen Analysen der Wohndichte durchgeführt, die den Trend zu „weniger Personen auf gleicher Wohnfläche“ herausstellen. Ein Vergleich der Entwicklung der Asiatischen und der Europäischen Seite Istanbuls stellt die Schlüsselfunktion der Bosporusbrücken heraus. Diese infrastrukturelle Maßnahme initiierte ein urbanes Wachstum enormer Dimension auf der Asiatischen Seite Istanbuls, vor allem bei der Wohnbebauung. Ferner werden in diesem Kapitel auch Entwicklungstrends sowohl statistisch als auch kartographisch dargestellt und Achsen der möglichen künftigen Ausdehnung Istanbuls aufgezeigt. In Kapitel 6 wird Istanbul zunächst mit den weltgrößten Agglomerationen verglichen und die Entwicklung von 1950 bis in die nahe Zukunft (2015) prognostiziert. Mit einer heute moderaten jährlichen Wachstumsrate von 2% steht Istanbul deutlich hinter anderen Agglomerationen in Südamerika, Indien und China zurück, jedoch auch noch deutlich über den niedrigen oder sogar negativen Raten westeuropäischer Großstädte. In einem zweiten Schritt wird Istanbul auch mit den bereits untersuchten 24 MOLAND-Städten verglichen und deren zeit-räumliche Entwicklung gegenübergestellt. Dabei ist nicht in allen Aspekten die Entwicklung Istanbuls als dramatisch anzusehen wenngleich der Verstädterungsprozess den der anderen Agglomerationen weit übertrifft. Istanbul wird schließlich auch mit benachbarten Metropolen und anderen türkischen Städten in Vergleich gesetzt. Dabei wird die Ähnlichkeit der westmediterranen, nicht europäischen Ballungszentren festgestellt. Bezogen auf die Türkei ist Istanbul nicht mehr die wachstumsstärkste Stadt. Andere Städte profitieren weiter von der Industrialisierung, dem Tourismus und der Migration aus dem Hinterland, besonders Ost- und Nordanatolien, welche nach wie vor anhält. Neben einer zusammenfassenden Interpretation wird auf Nutzungsmöglichkeiten der Daten eingegangen. Vor allem auf wissenschaftlicher Seite bestehen mögliche Kooperationen auch mit Interesse weiterführender finanziell unterstützter Projekte. Endnutzer, z.B. kommunale Organisationen. Ämter, Behörden sowie Dienstleistungsbetriebe wie die Wasserversorgung sind grundsätzlich an den Daten interessiert, an eine Datenintegration und Entwicklung von Strategien hierfür müsste aber noch gearbeitet werden. Als Beispiel für Nutzung im Krisenmanagement wird basierend auf den gewonnenen Daten eine Tsunami- Gefährdungskarte entwickelt, welche Geländemodell und aktuelle Küstenlinie nutzt um planungsrelevante Hinweise zu geben. Abschließend werden die methodischen Schritte kritisch hinsichtlich Kosten-Nutzen- Zeitaufwand diskutiert und offene Probleme angesprochen. Möglichkeiten aber auch Limits zur weiteren Nutzung der Daten werden offen diskutiert und auch zu gering berücksichtigte Methoden, welche es in Zukunft stärker zu integrieren gilt, erwähnt

Systematic Development and Evaluation of a User-Oriented System for Public Transport Vehicles Identification

This paper describes how a user-oriented system for identification of public transport vehicles can be developed and evaluated. For this purpose, a vehicle design is first scaled with respect to the project requirements using a proven method and with decided consideration of customer and accessibility requirements. In a next step, it is demonstrated why the recognition of the bus by public transport users at bus stops has to be identified as critical. The following section systematically generates concepts for bus identification and presents them virtually. Finally, it is described how the concept evaluation can succeed with a pedestrian simulator and which results are obtained: For example, a number should do the primary bus identification, the route should be displayed at the boarding and the individual stop destination should be clearly highlighted on the route

Разработка нейросетевого подхода сегментации и распознавания номерных знаков автомобилей на изображениях реальных сцен

Объектом исследования являются методы искусственного интеллекта, используемые в алгоритмах сегментации и распознавания автомобильных номерных знаков. Целью работы является разработка и реализация алгоритма детектирования и распознавания автомобильных номерных знаков на изображениях реальных сцен с применением аппарата искусственных нейронных сетейThe object of research is the artificial intelligence methods used in the segmentation and recognition of automobile license plates. The aim of the work is to develop and implement an algorithm for detecting and recognizing car license plates on images of real scenes using the apparatus of artificial neural network

Infusion of donor feces affects the gut–brain axis in humans with metabolic syndrome

Objective Increasing evidence indicates that intestinal microbiota play a role in diverse metabolic processes via intestinal butyrate production. Human bariatric surgery data suggest that the gut-brain axis is also involved in this process, but the underlying mechanisms remain unknown. Methods We compared the effect of fecal microbiota transfer (FMT) from post-Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) donors vs oral butyrate supplementation on (123I-FP-CIT-determined) brain dopamine transporter (DAT) and serotonin transporter (SERT) binding as well as stable isotope-determined insulin sensitivity at baseline and after 4 weeks in 24 male and female treatment-naïve metabolic syndrome subjects. Plasma metabolites and fecal microbiota were also determined at these time points. Results We observed an increase in brain DAT after donor FMT compared to oral butyrate that reduced this binding. However, no effect on body weight and insulin sensitivity was demonstrated after post-RYGB donor feces transfer in humans with metabolic syndrome. Increases in fecal levels of Bacteroides uniformis were significantly associated with an increase in DAT, whereas increases in Prevotella spp. showed an inverse association. Changes in the plasma metabolites glycine, betaine, methionine, and lysine (associated with the S-adenosylmethionine cycle) were also associated with altered striatal DAT expression. Conclusions Although more and larger studies are needed, our data suggest a potential gut microbiota-driven modulation of brain dopamine and serotonin transporters in human subjects with obese metabolic syndrome. These data also suggest the presence of a gut-brain axis in humans that can be modulated

Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition)

In 2008 we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, research on this topic has continued to accelerate, and many new scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Accordingly, it is important to update these guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Various reviews have described the range of assays that have been used for this purpose. Nevertheless, there continues to be confusion regarding acceptable methods to measure autophagy, especially in multicellular eukaryotes. For example, a key point that needs to be emphasized is that there is a difference between measurements that monitor the numbers or volume of autophagic elements (e.g., autophagosomes or autolysosomes) at any stage of the autophagic process versus those that measure fl ux through the autophagy pathway (i.e., the complete process including the amount and rate of cargo sequestered and degraded). In particular, a block in macroautophagy that results in autophagosome accumulation must be differentiated from stimuli that increase autophagic activity, defi ned as increased autophagy induction coupled with increased delivery to, and degradation within, lysosomes (inmost higher eukaryotes and some protists such as Dictyostelium ) or the vacuole (in plants and fungi). In other words, it is especially important that investigators new to the fi eld understand that the appearance of more autophagosomes does not necessarily equate with more autophagy. In fact, in many cases, autophagosomes accumulate because of a block in trafficking to lysosomes without a concomitant change in autophagosome biogenesis, whereas an increase in autolysosomes may reflect a reduction in degradative activity. It is worth emphasizing here that lysosomal digestion is a stage of autophagy and evaluating its competence is a crucial part of the evaluation of autophagic flux, or complete autophagy. Here, we present a set of guidelines for the selection and interpretation of methods for use by investigators who aim to examine macroautophagy and related processes, as well as for reviewers who need to provide realistic and reasonable critiques of papers that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a formulaic set of rules, because the appropriate assays depend in part on the question being asked and the system being used. In addition, we emphasize that no individual assay is guaranteed to be the most appropriate one in every situation, and we strongly recommend the use of multiple assays to monitor autophagy. Along these lines, because of the potential for pleiotropic effects due to blocking autophagy through genetic manipulation it is imperative to delete or knock down more than one autophagy-related gene. In addition, some individual Atg proteins, or groups of proteins, are involved in other cellular pathways so not all Atg proteins can be used as a specific marker for an autophagic process. In these guidelines, we consider these various methods of assessing autophagy and what information can, or cannot, be obtained from them. Finally, by discussing the merits and limits of particular autophagy assays, we hope to encourage technical innovation in the field