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The theories of design patterns and their practical implications exemplified for e-learning patterns
(2013)
Patterns are an efficient and successful way to capture best practices and access the tacit knowledge of experts. While the basic concept of patterns is simple and applicable in various domains there are many gaps in understanding the deeper meanings of the approach. This work will explore the nature of patterns and pattern languages by discussing the state-of-the-art, linking the pattern concept to its original ideas and develop a theoretical framework to understand the relations and differences between patterns in the world, patterns in our heads and pattern descriptions.
The common ground for patterns is to capture the context, problem, conflicting forces, a generative solution and the consequences in written form. To discuss the meanings of these analytical perspectives a path metaphor will be introduced in this thesis. The concepts will be linked to Alexander’s original ideas and common views from the pattern community. We will also identify gaps such as the weak understanding of the different problem levels that should be addressed in a pattern. Moreover, the thesis will reason about the quality of patterns by reflecting on wholeness and its properties.
The major contribution is the foundation of a framework that links the pattern concept to established theories from other disciplines. Patterns in the world are related to the philosophical idea of universals. A thought experiment will show the problems of abstracting and dividing a structure into parts and patterns. The construction of patterns in our heads is explained according to schema theory. Different experiences can lead to different pattern ideas. In our view the descriptions of patterns is similar to the formulation of theories. A pattern is a network of statements about the interaction of forces in a given context. Its proposed solution is supposed to resolve the existing conflict of forces. Such claims are subject to falsification and can be treated as hypotheses about good design. While good patterns are grounded on empirical cases, the generalized forms cannot be relieved from the problem of induction - what has worked in the past does not necessarily work in future cases. Patterns need to be tested continuously and evolve based on new data. From these considerations we will derive practical guidance for pattern mining.
The proposed theoretical framework will be supported by empirical findings. The lessons learnt from an authoring system that generates patterns of interactive graphics show that we can create many variations of instances based on the same universal code. This universal, however, is something artificially constructed by designers. It does not proof that this universal represents the world appropriately. To see whether individuals construct similar patterns we will report on the results from a laboratory study. The experiment tests the construction of schemas of interactive graphics. We will also reflect on pattern descriptions as the result of mining processes. Depending on the format, granularity and level of abstraction these descriptions contain different amounts of testable instructive information. A retrospective document analysis will compare different descriptions of patterns to illustrate this point.
The main contribution of this work is to show the variety of ideas about patterns, the underlying theories and relations between patterns in the world, patterns in our heads and pattern descriptions. These relations show that patterns are socially and mentally constructed. At the one hand patterns try to capture one view of the reality that can be tested empirically. On the other hand pattern descriptions also influence which artefacts are created in the future. There is a feedback loop as patterns capture a perceived reality and potentially shape parts of the future reality, i.e. new objects in the world.
Auen sind durch den Eingriff des Menschen stark in ihrem Bestand gefährdet. Die auentypische Dynamik, mit regelmäßigen Überflutungen und Grundwasserstandsschwankungen, fehlt weitgehend. Die Auwaldvegetation hat sich dadurch maßgeblich verändert und auentypische Habitate (u.a. Weichholzauen) sind in den meisten Auwäldern nicht mehr vorhanden. In dieser Arbeit werden die raum-zeitlichen Auswirkungen unterschiedlicher hydrologischer Bedingungen (fehlende Dynamik vor Maßnahmenbeginn und neu initiierte Dynamik durch ein Redynamisierungsprojekt) auf die Auwaldvegetation der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt untersucht. Dargelegt werden zum einen die Veränderung der Vegetation nach Jahren ohne Dynamik und zum anderen die Effekte einer Redynamisierung auf die Waldvegetation innerhalb der Aue.
Um Veränderungen festzuhalten ist ein gut durchdachtes Monitoring essentiell. Überlegungen zur Flächenauswahl werden in Kapitel 2 ausführlich behandelt. Habitatreiche Ökosysteme, wie Auen, verlangen dabei nach unterschiedlichen Methodiken zum Monitoring der verschiedenen Habitate. Die Vorteile eines stratifiziert-zufälligen Monitoringdesigns für die Auwaldvegetation werden dargelegt. Durch diese Methodik wird eine gleiche Verteilung der Flächen auf die wirksamen Umweltgradienten erreicht. Für die Ufer- und Wasservegetation ist hingegen ein Monitoring durch Transekt zu empfehlen.
Die Untersuchungen zur Waldvegetation und deren Standortabhängigkeit vor Beginn der Redynamisierung zeigen auf, dass bergahornreiche Auefolgegesellschaften und eschenreiche Hartholzauen unterschiedlichen Wasserhaushalts dominieren (Kapitel 3). Eine Terrestrialisierung des Auwalds kann nachgewiesen werden. Weichholzauen hingegen sind nicht mehr anzutreffen. Die überragende Rolle des Wasserhaushalts für die Artenzusammensetzung kann bestätigt werden und der Grundwasserstand, die Höhe über dem Umgehungsbach und die Bodenfeuchte sind als die wichtigsten floristischen Hauptgradienten erkannt worden.
Die Auswirkungen der Redynamisierungsmaßnahmen auf die Auwaldvegetation ist anhand von Wiederholungsaufnahmen zwischen 2008 und 2012 untersucht worden (Kapitel 4). Flächen, die nicht geflutet werden, zeigen aktuell noch keine Reaktion auf die geänderten abiotischen Bedingungen. Flächen, die hingegen regelmäßig durch den Umgehungsbach unter Wasser stehen, zeigen eine signifikante Veränderung der Artenzusammensetzung. In diesen hoch dynamischen Bereichen kann eine Entwicklung hin zu feuchteren Bedingungen nachgewiesen werden. Eine deutliche Zunahme von auentypischen Arten und ein Anstieg der Ellenberg Feuchtezahl kann beobachtet werden. Die Überflutungsdauer ist dabei als der wesentlichste Hauptgradient erkannt worden.
Eine räumliche Prognose der Vegetation ist mittels der Ellenberg Feuchtezahl erstellt worden (Kapitel 5). Auf Basis von Grundwasser- und Bodendaten kann die Feuchtezahl erfolgreich vorhergesagt und die Veränderung der Vegetation, die durch die Maßnahmen initiiert wurden, räumlich erfasst werden. Durch ein Generalisiertes Adaptives Model (GAM) ist es möglich die Auswirkungen der Maßnahmen auf die Vegetation zu prognostizieren. Die Ellenberg Feuchtezahl hat sich als geeignetes Mittel für eine Prognose der Vegetation in Auwäldern erwiesen.
Die kurzfristigen Auswirkungen eines zehnjährigen Hochwassers auf die Vegetation des Auwalds werden ergänzend (BOX) analysiert. Im Juni 2013 fand im Auwald ein natürliches Hochwasser statt, wodurch weite Teile des Auwalds für ca. drei Wochen geflutet waren. Die Effekte auf die Vegetation waren dabei deutlich stärker als dies bei einer ökologischen Flutung der Fall ist. Die Vegetationsdecke der Krautschicht ging deutlich zurück, während der Anteil des offenen Bodens deutlich zunahm. Das System wurde somit teilweise auf null gesetzt.
In der Synthese (Kapitel 6) werden die räumlichen und zeitlichen Effekte sowie der Einfluss der Überflutung und des Grundwassers übergreifend diskutiert. Offenbar stellt die Überflutungsdauer den wichtigsten Faktor für die Artenzusammensetzung dar. Nach Maßnahmenbeginn sind die größten Veränderungen an den Standorten nachzuweisen, die durch den Umgehungsbach periodisch überflutet werden. Hier konnten sich sehr schnell neue auentypische Arten etablieren. Im Vergleich zu den nicht direkt vom Umgehungsbach beeinflussten Standorten veränderte sich die Vegetation hier hin zu Arten, die Überflutungen tolerieren können. In weiten Teilen des Projektgebietes sind jedoch aktuell noch keine Veränderungen festzustellen. Die Auswirkungen der ökologischen Flutungen und des Grundwasseranstiegs sind nicht nachzuweisen. Da das Grundwasser bereits vor Maßnahmenbeginn eindeutig als floristischer Hauptgradient nachzuweisen ist, ist davon auszugehen, dass die Vegetation zeitverzögert darauf reagieren wird und die Effekte in einem längeren Zeitraum wirksam werden. Ein langfristiges Monitoring ist daher zu empfehlen, um diese Effekte zu erfassen.
Erhöhte Bodenerosionsraten sind auf Brandflächen, v.a. im mediterranen oder subtropischen Raum, eine vielfach auftretende Folge des Feuers. Auch die kanarische Insel La Palma unterliegt häufig dem Einfluss von Waldbränden. Der vorherrschende kanarische Kiefernwald bietet dabei ideale Bedingungen für eine rasche Ausbreitung des Feuers. Die Insel zeigt u.a. aufgrund ihres ausgeprägten Reliefs und des vulkanischen Ausgangsmaterials auch im Hinblick auf die Entstehung von Muren bzw. die Ausbildung von Gullies eine erhöhte Vulnerabilität des Bodens nach einem Brandereignis.
Die post-Brand-Bodenerosionsraten (2011-2013) wurden in vorliegender Studie mittels Terrestrischem Laser Scanning quantifiziert und lineare Erosionserscheinungen mithilfe von dGPS/GPS kartiert und mit Geographischen Informationssystemen analysiert. Damit sollte festgestellt werden, ob sich die Bodenerosionsraten sukzessive dem Ausgangszustand im Sinne eines „window-of-disturbance“ wieder angleichen konnten. Auch war eine Beurteilung der Bedeutung der Nadelstreuauflage und der Brandintensität eines Brandereignisses im Hinblick auf die Vulnerabilität der Böden Bestandteil der Untersuchungen, weshalb Flächen mit einer unterschiedlichen Brandgeschichte (2000, 2009 und 2012) betrachtet wurden.
Da die Bodeneigenschaften und die Niederschläge bei der Bodenerosion eine wesentliche Rolle spielen, wurden diese Faktoren auch in die Auswertungen miteinbezogen. Die Untersuchungen fanden in drei unterschiedlichen Bereichen im kanarischen Kiefernwald und auf einer landwirtschaftlich genutzten Fläche statt. Dabei sind die Standorte durch Unterschiede des Bodens und des Klimas gekennzeichnet.
Insgesamt konnte festgestellt werden, dass der Terrestrische Laser Scanner eine geeignete Methode für die Erfassung von Bodenerosion und Umlagerungsprozessen auf post-Brandflächen darstellt, sich die Einsatzfähigkeit jedoch nach einer gewissen Regeneration der Vegetation verringert.
Tourism studies have understood tourism as a “Western” phenomenon, which tended to neglect the presence of “non-Western” tourists and to over-generalise the application and universality of their theories. By now, tourism has become a global phenomenon with growing numbers of “emergent tourists”, especially from China. However, its quantitative importance, the touristic performances of this source market, and especially those of Chinese outbound organized mass tourists in western tourism stages continue to be under-researched. Moreover, the analysis of the Chinese outbound tourism phenomena encompasses mostly economic and business driven-studies and reports, which look for homogeneity instead of plurality of voices.
Drawing from all of the above, the aim of this interdisciplinary research is, therefore, to explore and provide further understanding of the tourism performances of Chinese outbound organized mass tourists on German tourism stages. To achieve this, the research draws on the performance approach in tourism research.
The research is based on a phenomenological approach. Part of the study’s field research was conducted largely from 2011 to 2012, both in China and Germany. In China, information was gathered by using open and semi-structured in-depth expert interviews with representatives from the Chinese tourism industry, tourism boards, as well as with tourism academics. In Germany, the ethnographic fieldwork consisted of participant observations, semi-structured interviews and short questionnaires to Chinese outbound tourist members of group package tours organized by Chinese-German travel companies. Furthermore, expert interviews were conducted with German industry representatives, experts and academics in 2013. As far as the analysis of the field research is concerned, the study relies on the GABEK qualitative method of research analysis supported by the WinRelan 32 software.
As part of the discussion, this research argues that the examination of tourism practices and behaviours of Chinese outbound organized mass tourists under the performance metaphor is able to provide further understanding on the previously neglected tourism consumption of “non-Western” tourists. Within the findings, it was possible to identify both modern und post-modern characteristics of the Chinese outbound organized mass market. This concurs with the recent de-differentiation between the typical tourism binaries (everyday-holiday and home-away) found in tourism theory by acknowledging that everyday conventions and habits inform touristic performances of Chinese tourists in Germany. Moreover, the research presents insights that allow to corroborate the future presence of organized mass tourists in the Chinese outbound market, as well as to de-inferiorise and de–homogenise the segment. With regard to German stages, the research highlights the opportunities and challenges Germany´s tourism industry still has ahead of it. Finally, the study presents a number of implications for future practice, which can be useful to plan a long-term strategy for Chinese outbound tourism.
Mit der vorliegenden Arbeit wurden die wesentlichen abiotischen Parameter, Prozesse und Strukturen in den Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt und dem hier als Umgehungsgewässer angelegten Ottheinrichbach erfasst. Ziel war es, die Hydro- und Morphodynamik in Fluss und Aue, ausgelöst durch die umgesetzten Renaturierungs-maßnahmen, zu untersuchen. Hierzu wurde eine Kombination aus unterschiedlichen Methoden gewählt, um die raum-zeitlichen Veränderungen am Fließgewässer umfassend zu dokumentieren.
Detailbetrachtungen von Datenreihen lieferten die Erkenntnis, dass der Pegelstand nach Erreichen eines mehr oder weniger konstanten Höchststandes aufgrund der maximal zur Verfügung stehenden Ausleitungsmenge von 30 m3/s Wassermenge unabhängig von der Dauer einer ÖF nicht mehr weiter zunimmt. Weiter konnten Unterschiede zwischen einem natürlichen Hochwasser und einer gesteuerten Flutung gezeigt werden. Die Ausbreitung der Flutungsflächen wird dabei durch Rückstauprozesse entscheidend beeinflusst. Die Ausdehnung der tatsächlich überfluteten kartierten Bereiche bleibt dabei jedoch deutlich hinter den über Modelle prognostizierten Überschwemmungsflächen zurück. Insgesamt hat sich durch die Renaturierung die Fläche, die bei Hochwasserereignissen überflutet wird, deutlich vergrößert und eine Verbesserung hin zu hydrodynamischen Standortverhältnissen konnte erreicht werden.
Über verschiedene morphologische Untersuchungen konnten eine Differenzierung bestehender und eine Entwicklung von neuen Habitaten festgestellt werden. Die Auswertungen der Querprofilvermessungen verdeutlichen eine sehr unterschiedliche „Entwicklungsfreudigkeit“ an den einzelnen Standorten. Gestützt wird diese Erkenntnis auch durch die Ergebnisse der Vermessung mit einem terrestrischen Laserscanner. Damit konnten verschiedene Einzelprozesse herausgefiltert werden und eine Quantifizierung der Erosion- und Akkumulation vorgenommen werden. Bemerkenswert ist die für manche Standorte extrem schnelle Entwicklung von diversen Bankstrukturen, insbesondere im ersten Jahr der Beobachtung. Allgemeiner ausgedrückt kann von verschiedenen Aktivitätsphasen gesprochen werden, da das Flussbett infolge dynamisierter Abflüsse und Fließgeschwindigkeiten einer ständigen Veränderung unterliegt.
Die wichtigste Voraussetzung für ein funktionstüchtiges Fließgewässer wurde durch die Dynamisierungsmaßnahmen (Dotierung des Umgehungsbaches, Steuerung bei einer Ökologischen Flutung und Umsetzung der Grundwasserabsenkung) geschaffen und bleibt bestehen: Raum für eigendynamische Gewässerentwicklung.
Die Untersuchungsergebnisse des großen Freilandexperiments „Dynamisierung der Donauauen“ zeigen, wie stark die Prozesse, welche die Entwicklung der Donauauen maßgeblich mitbeeinflussen, von der Steuerung und Durchführung der einzelnen Dynamisierungsmaßnahmen abhängen. Die Entwicklungen laufen dabei mit ausgeprägten räumlichen und zeitlichen Unterschieden ab und dürfen nicht pauschalisiert auf das ganze Auensystem übertragen werden.
As a result of the almost continuous climatic warming since the end of the Little Ice Age, a large store of unconsolidated material is available for mobilization by different sediment transport processes in the proglacial areas of the Alps. This can also be stated for the area around the Gepatsch glacier in the Upper Kauner Valley (Ötztal Alps, Tyrol). Consequences are changes in the sediment budget of the catchment of the Gepatsch reservoir.
The main goal of this thesis was the construction of a recent time sale sediment budget of this area. An important methodological property of the conducted research was the usage of study area-wide LiDAR data (TLS and ALS) of comparatively high temporal and spatial density. After several billion measurement points and data from field work, mapping and modelling efforts had been processed and evaluated, it was possible to identify and quantify the sediment transport by all relevant processes on the scale of the study area.
As this study was conducted in the framework of the PROSA project, it was possible to enrich own results with data from other working groups. This formed the basis for a regionalization of measured rates to the scale of the 62 km² large study area.
Results are presented and discussed for the processes of rock fall of various magnitudes, debris flows, avalanches, creep on talus, fluvial processes (hillslopes and main fluvial system) and rates obtained for rock glaciers and glaciers. In order to make different processes comparable, the potential energy transformed was also calculated.
The resulting sediment budget (reference time period 2012-2014) does not only show the relative importance of the mentioned processes and spatial subunits (proglacial vs. non-proglacial) in the Upper Kauner Valley. It also gives insight into the importance of high-magnitude events and the configuration of the sediment transport system with regard to its connectivity.
Konvergenz reeller Tschebyscheff-, klassischer Padé- und Lp-Approximationen, p>1: Inverse Probleme
(2018)
Approximationstheorie ist ein etabliertes Gebiet der Mathematik, eng verknüpft
mit der Funktionentheorie und Potentialtheorie. Im Teilbereich der Konvergenztheorie
treten zwei verschiedene Typen von Problemen auf: direkte und
inverse. Direkte Probleme verknüpfen die Konvergenzgeschwindigkeit bezüglich
einer Klasse von Approximationsfunktionen mit analytischen Eigenschaften der
zu approximierenden Funktion. Umgekehrt leiten inverse Fragestellungen analytische
Eigenschaften der approximierten Funktion aus Charakteristika der
Approximation ab, beispielsweise aus der Konvergenzrate oder der Lage der
Nullstellen oder Singularitäten der approximierten Funktionen. In dieser Arbeit
untersuchen wir inverse Probleme bezüglich reeller Tschebyscheff-, klassischer
Padé- und polynomialer Lp- Approximationen, p > 1 indem Einschränkungen
an die Lage der Nullstellen oder Polstellen der rationalen oder polynomialen
Approximationen gemacht werden.
Diese Studie untersucht am Beispiel des Arava Institute for Environmental Studies in Israel, wie umweltbasierte Friedensbildungsmaßnahmen die Wahrnehmung eines Konflikts bei Akteuren auf der Graswurzelebene verändern können. Ausgangsüberlegung ist dabei, Umwelt nicht nur als Teil des Konfliktes zu interpretieren, sondern als konfliktneutralen Katalysator einzusetzen. Die auf dieser Basis erreichte Veränderung der Wahrnehmung des Konflikts wird in Form von konstruierten Raumbildern sowie den Bausteinen der Versöhnung nach LEDERACH (1997) konzeptualisiert. Die empirischen Einblicke zeigen zum einen die Bedeutung von physischen wie sozialen Orten und Räumen als Rahmen für die konstruktive Auseinandersetzung. Zum anderen lässt sich in Bezug auf die Konfliktwahrnehmung ein Bruch zwischen einer positiven Veränderung des Bildes der anderen Gruppe sowie dem Wunsch nach Frieden und der persistenten Konstruktion des Erbes sowie dem schweren Schritt der Vergebung ableiten.
This case study aims to identify, inventory and classify existing and potential tourism resources in Iraq al-Amir and its surrounding areas, which could be used as baseline data by decision-makers for future tourism development to develop, promote, and market the area. Additionally, it uses evaluation criteria to identify potential tourism resources, in order to determine suitability and likelihood of success if development does take place. Three distinct tourism segments are considered: cultural heritage, nature-based, and agritourism.
Study findings are primarily based on qualitative methodology, in the form of interviews and field observations. Quantitative methodology was used to extract some of the data from maps of the case study area, as data for some of the criteria was not provided by the respondents. Analysis of the data confirms that Iraq al-Amir and its surrounding areas have abundant potential tourism resources for all three of the tourism segments analysed, particularly in terms of diversification.
Findings reveal that the case study area has inadequate basic infrastructure. A major drawback to the feasibility of future tourism activities is the lack of easy access. The main access road is narrow and very winding, but it would be possible for visitors to use three existing alternative roads to access the area if they were upgraded and signposted. The lack of infrastructure is a direct result of ineffective coordination and cooperation among stakeholders, from both the public and private sectors, together with complicated regulations and laws, which has limited the extent to which the local community tourism is able to benefit from development and investment opportunities which a strong tourism industry could potentially provide.
Conclusions from the case study affirm that Iraq al-Amir and its surrounding areas are suitable for tourism development, due to its diverse range of attractions, one of the major factors relating to successful tourism. Diversity of attractions is a key motivation for tourists to visit a destination. Without attractions, there is no need to supply facilities and services. Potential facilities and services provided for tourist related activities could also be used by the local population, thus significantly improving quality of life in the case study area, which currently lacks such infrastructure.