Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Urbane Ökosysteme“

Der Beitrag stellt das nie gebaute US-amerikanische Planstadt-Projekt Minnesota Experimental City vor, das zwischen 1966 und 1973 unter der Federführung des Geophysikers Athelstan Spilhaus und des Zeitungsverlegers Otto Silha vorangetrieben wurde. Ziel des Projekts war es, einen universellen Prototyp für die Lösung urbaner Probleme zu entwickeln. Umweltverschmutzung wurde unter diesen Problemen als zentral erachtet, weshalb die Kontrolle der städtischen Umgebung mittels neuester (Computer-)Technologien von vornherein in die Stadtkonzeption implementiert wurde. Wie der Aufsatz zeigt, korreliert das Verständnis der Stadt als geschlossenes Ökosystem mit ihrer Konzeptualisierung als einer Maschine der Datenerhebung. Für die historische Einbettung des Projekts werden zunächst zeitgenössische ingenieurtechnische Kuppelstadtdiskurse skizziert. Überleitend wird das Denken von Spilhaus als einem im deutschsprachigen Raum kaum bekannten Akteur an der Schnittstelle zwischen Naturwissenschaften, Technologiesektor und Wissenschaftspopularisierung beleuchtet. Die Betrachtung der Genealogie der Experimentalstadt wird durchweg medientheoretisch saturiert und die MXC als ein Kapitel kybernetisch-systemtheoretischen Denkens in der Geschichte stadtplanerischer Imaginationen und ingenieurtechnischer Praktiken konturiert. Aufgrund seines experimentellen Charakters und seiner spezifischen Temporalität kann das Projekt als Vorläufer des heutigen Testbed-Urbanismus (Halpern et al.) betrachtet werden.

Under global urbanization backgrounds with physical population migrations and relocations, corresponding consequences in society developments, cultural transformations, technology inventions and interactions between regions and countries, etc. are considered as having a huge impact on normal urban dwellers. For human beings always have intentions towards managements and benefits from natural surroundings, urban dweller demands under the modern challenges and their interactions are necessary to be concerned about. Urban ecosystem is considered as a highly developed civilization, but also with features of resources and energy demands and pollution and distributional exports. As the only natural element in this ecosystem, UGI (urban green infrastructures) is considered as an important human-environment interaction provider with urban ecosystem services (UES) largely focused by academic scholars, urban planners and policy managers. As one of the fastest urbanizing cities in the world, Shanghai is considered as having huge cultural and social developments combined with socioeconomic acceleration. Under the unique background of policy planning and traditional Confucian culture transformation, the impacts to urban dweller demands, whether these newly developed modern demands can be satisfied by UES provided by UGI and how the understandings of these normal dwellers to UGI in Shanghai are necessary for academic researches. By considering the interactions with urban dwellers, six urban parks in the center of Shanghai are chosen as research sites in this study. Combined with factors of urbanization processes and observed patterns of visitor interactions, the indicator of “park age” is concerned with three old parks (older than 25 years old) and three new parks (younger than 25 years old). With methodologies of fieldwork mapping, questionnaires, indicator based evaluation system constructions, etc., the quantitative and qualitative analyses were carried out to habitat diversity, cultural and regulation UES results, and the background reasons caused by political and financial influences are subject to further discussion. The visitors to urban parks of Shanghai are classified into four sorts: “retired dwellers”, “dwellers for children care”, “tourist visitors” and “other visitors”, we found out that related demands and interactions with urban parks have significant differences. After detailed discussions, it could be figured out that the visitors demands play a significant role, and the interactions between visitors and UES in Shanghai are comprehensively influenced by multiple factors of “visiting objectives”, “park cultures (ages, popularities, etc.)” and “personal identities (educations, incomes, etc.)”. Based on this, the detailed differences of policy, finance, Confucian culture, nature understanding, and community society between old and new parks were further discussed. With all aspects of physical, mental, psychological and other demand aspects especially focused on, the typical features in Shanghai are also highly concentrated on dominant activities. For China is suffering from national environmental and urbanization problems but lack in related concerns combined with dweller demands, this research work may make certain efforts on model assessment methodologies constructions and national implementations. Also, with a combined background of top-down policy systems and natural understandings under socioeconomic duress, this research could also make significant efforts in dweller-UES interactions researches in similar cases of other countries and newly developed urban ecosystems in the world.

Individualität und ökologisches Bewusstsein gewinnen in der gesellschaftlichen Wahrnehmung immer stärker an Bedeutung. Entsprechend dieser Treiber sind Menschen zunehmend interessiert, Informationen zu erhalten, die individuell auf die eigenen Bedürfnisse angepasst und auf die aktuelle Umgebungssituation abgestimmt sind. In der heutigen Wissensgesellschaft bilden Umweltinformationen dabei ein zentrales Element zur Bewertung ökologischer und ökonomischer Systemzusammenhänge. Zur Erfassung und wissenschaftlichen Beschreibung derartiger Informationen fehlen bislang geeignete Methoden, sodass sich die Dissertation diesem Thema nähert. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Potentiale und Herausforderungen bei der Aggregation und Inwertsetzung individueller Umweltinformationen in urbanen Ökosystemen. Ziel dabei ist die Entwicklung und Evaluierung eines serviceorientierten Frameworks unter Nutzung einer modellgetriebenen Prozessintegration. Urbane Gebiete zeichnen sich insbesondere durch heterogene Strukturen und einer hohen zeitlichen Dynamik von Umweltkenngrößen aus und bilden somit sehr komplexe Ökosysteme. In diesen Punkten unterscheiden sich urbane Ökosysteme deutlich von Ökosystemen des ländlichen Raums. Charakteristische Merkmale wie intensive Flächennutzung, dichte Bebauung aber auch starke anthropogene Einflüsse haben Auswirkungen auf physikalische, chemische und biologische Prozesskreisläufe. Dadurch bilden sich in Städten gegenüber dem ländlichen Raum Besonderheiten aus, ein sog. Mesoklimaraum. Aufbauend auf einer allgemeinen Systemanalyse wird das Konzept des \textit{Raster Model Exposure Pattern} und des \textit{Exposure Data Service} eingeführt. Diese beiden Artefakte bilden eine Transformationsstrategie um ganzheitlich umwelt- und informationswissenschaftliche Betrachtungen durchzuführen, sowie individuelle Expositionen in urbanen Ökosystemen zu aggregieren.:1. Einleitung 1.1. Motivation 1.2. Forschungsgegenstand 1.3. Forschungsziel 1.4. Erwartete Ergebnisse 1.5. Forschungsmethode 1.6. Aufbau der Arbeit 2. Inwertsetzung individueller Umweltinformationen 2.1. Ein Blick in die Stadt der Zukunft 2.2. Anwendungsszenarien für individuelle Umweltinformationen 2.2.1. Individuelle Umweltinformationen zur Entscheidungsfindung 2.2.2. Individuelle Umweltinformationen zur Minimierung von Risiken 2.3. Exposom und Exposition 3. Systembeschreibung urbaner Ökosysteme 3.1. Hintergrund 3.2. Allgemeine Systemanalyse 3.3. Modelle im Kontext urbaner Ökosysteme 3.3.1. Konzeptionelles Modell 3.3.2. Technisches Modell 3.4. In situ Daten 3.5. Transformation 3.5.1. KDD Prozess 3.5.2. Wissensbasierte Systeme 3.5.3. Regelbasis - Regelbasierte Systeme 3.5.4. Regelbasis - Maschinelles Lernen 3.6. Systemmanagement 4. Urbanes Klima - ein komplexes Phänomen 4.1. Hintergrund 4.2. Das Phänomen von Wärmeinseln in urbanen Ökosystemen 4.3. Urbanisierung 4.4. Heterogenität urbaner Strukturen 4.5. Hohe Dynamik von Zustandsgrößen 4.6. Forschungskonzept zur Bestimmung individueller Expositionen in urbanen Ökosystemen II. Konzeptionelles Vorgehensmodell zur Bestimmung individueller thermischer Expositionen in urbanen Ökosystemen 5. Raster Model Exposure Pattern 5.1. Analyse 5.2. Implementierung 5.2.1. Import der Rasterdaten und Bewegungsdaten 5.2.2. Zeitdiskretisierung der Bewegungsdaten 5.2.3. Georeferenzierung der Bewegungsdaten auf die Rasterelemente 5.2.4. Abfrage der Exposition 5.2.5. Berechnung der Individuellen Exposition 6. Exposure Data Services 6.1. Hintergrund 6.2. Vorgehensmodell 6.3. Die Transformation im Exposure Data Service 6.4. Die Durchführung der Systemanalyse im Exposure Data Service 6.5. Bestimmung der in situ Daten im Exposure Data Service 6.6. Das Systemmanagement im Exposure Data Service 7. Wärme in der Stadt - ein Fallbeispiel 7.1. Transformation 7.2. Systemanalyse 7.2.1. Definition der Zielkenngröße 7.2.2. Definition des Untersuchungsgebietes 7.2.3. A-priori Informationen über das Untersuchungsgebiet 7.2.4. Rasterung des Untersuchungsgebietes 7.2.5. Klassifizierung von Kontext und In situ Daten 7.2.6. Klassifizierung der Thermischen Exposition 7.2.7. Erarbeitung einer Monitoringstrategie 7.3. in situ Daten 7.3.1. Definition der Kenngrößen 7.3.2. Spezifikation der Datenquellen 7.3.3. Auswahl geeigneter Datenquellen 7.4. Systemmanagement 7.4.1. Entwicklung einer Systemarchitektur 7.4.2. Spezifikation der Komponenten 7.4.3. Erfassung der Datenflüsse 7.4.4. Inbetriebnahme der IT Infrastruktur 8. Thermische Charakterisierung 104 8.1. Material und Methode 8.2. Ergebnis und Auswertung 9. Instanziierung 9.1. Programmlogik 9.1.1. UI Rules Engine 9.1.2. Datenschnittstelle - API 9.1.3. Map Prozessierung 9.2. Prozessierung der Indikatoren 9.2.1. LST Prozessierung 9.2.2. NDVI Prozessierung 9.2.3. Landnutzung Prozessierung 9.2.4. Prozessierung der subjektiven Temperatur 9.2.5. Wärmeindex Prozessierung 9.3. Zusammenhängende Betrachtung der Indikatoren 10. Synthese und Diskussion 11. Schlussbetrachtung 11.1. Zusammenfassung 11.2. Forschungsbeitrag 11.3. Ausblick Literaturverzeichnis