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Modellgestützte Entwässerungsplanung und Infrastrukturentwicklung unter minimalen Datenanforderungen
Art der Abschlussarbeit
Diplomarbeit
Autoren
- Beutler, Phillip
Betreuer
- Prof. Dr. sc. techn. Peter Krebs
- Dr.-Ing. Frank Blumensaat
- Dr.-Ing. Jens Tränckner
Abstract
"Kanalisationen sind ein wichtiger Bestandteil zivilisatorischer Infrastruktur und Voraussetzung für das hygienische Zusammenleben von Menschen in geballten Siedlungsgebieten. Für Vorhersagen zu Lastfallsituationen werden Kanalnetze modellhaft abgebildet. Dafür müssen Struktur (Bestandteile, Lage) als auch ablaufende Prozesse (Stofftransport) mathematisch beschrieben werden. Für die Modellkalibrierung liegen oft unzureichende oder keine Daten vor. Die hier vorgestellte Arbeit erweitert einen Ansatz von Blumensaat et al. (2012), der aus frei zugänglichen Datenquellen die Lage und Größendimensionierung eines Kanalnetzes generiert. Dazu werden an Hand von 41
Kanalnetzdatensätzen Untersuchungen durchgeführt. Eine mathematische Approximation der Verteilung der in einem Kanalnetz vorhandenen Durchmesser aus einer früheren Untersuchung wird verwendet. Topologische Indizes werden aus Netzdaten hergeleitet und mit Hilfe einer multiplen, lineare Regression mit den Verteilungsparametern der mathematischen Approximation verbunden. Es konnte gezeigt werden, dass statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen den topologischen Eigenschaften eines Kanalnetzes und der beschriebenen Durchmesserverteilung bestehen. Damit ist eine methodische Möglichkeit geschaffen worden, ein Kanalnetz nur auf Basis seiner netzinherenten Eigenschaften und in Verbindung mit der Methodik von Blumensaat et al. (2012) hydraulisch zu dimensionieren. Eine Validierung der Methode an einem Testdatensatz wurde nicht durchgeführt.
Kanalisationen sind ein wichtiger Bestandteil zivilisatorischer Infrastruktur und Voraussetzung für das hygienische Zusammenleben von Menschen in geballten Siedlungsgebieten. Für Vorhersagen zu Lastfallsituationen werden Kanalnetze modellhaft abgebildet. Dafür müssen Struktur (Bestandteile, Lage) als auch ablaufende Prozesse (Stofftransport) mathematisch beschrieben werden. Für die Modellkalibrierung liegen oft unzureichende oder keine Daten vor. Die hier vorgestellte Arbeit erweitert einen Ansatz von Blumensaat et al. (2012), der aus frei zugänglichen Datenquellen die Lage und Größendimensionierung eines Kanalnetzes generiert. Dazu werden an Hand von 41
Kanalnetzdatensätzen Untersuchungen durchgeführt. Eine mathematische Approximation der Verteilung der in einem Kanalnetz vorhandenen Durchmesser aus einer früheren Untersuchung wird verwendet. Topologische Indizes werden aus Netzdaten hergeleitet und mit Hilfe einer multiplen, lineare Regression mit den Verteilungsparametern der mathematischen Approximation verbunden. Es konnte gezeigt werden, dass statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen den topologischen Eigenschaften eines Kanalnetzes und der beschriebenen Durchmesserverteilung bestehen. Damit ist eine methodische Möglichkeit geschaffen worden, ein Kanalnetz nur auf Basis seiner netzinherenten Eigenschaften und in Verbindung mit der Methodik von Blumensaat et al. (2012) hydraulisch zu dimensionieren. Eine Validierung der Methode an einem Testdatensatz wurde nicht durchgeführt."
Kanalnetzdatensätzen Untersuchungen durchgeführt. Eine mathematische Approximation der Verteilung der in einem Kanalnetz vorhandenen Durchmesser aus einer früheren Untersuchung wird verwendet. Topologische Indizes werden aus Netzdaten hergeleitet und mit Hilfe einer multiplen, lineare Regression mit den Verteilungsparametern der mathematischen Approximation verbunden. Es konnte gezeigt werden, dass statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen den topologischen Eigenschaften eines Kanalnetzes und der beschriebenen Durchmesserverteilung bestehen. Damit ist eine methodische Möglichkeit geschaffen worden, ein Kanalnetz nur auf Basis seiner netzinherenten Eigenschaften und in Verbindung mit der Methodik von Blumensaat et al. (2012) hydraulisch zu dimensionieren. Eine Validierung der Methode an einem Testdatensatz wurde nicht durchgeführt.
Kanalisationen sind ein wichtiger Bestandteil zivilisatorischer Infrastruktur und Voraussetzung für das hygienische Zusammenleben von Menschen in geballten Siedlungsgebieten. Für Vorhersagen zu Lastfallsituationen werden Kanalnetze modellhaft abgebildet. Dafür müssen Struktur (Bestandteile, Lage) als auch ablaufende Prozesse (Stofftransport) mathematisch beschrieben werden. Für die Modellkalibrierung liegen oft unzureichende oder keine Daten vor. Die hier vorgestellte Arbeit erweitert einen Ansatz von Blumensaat et al. (2012), der aus frei zugänglichen Datenquellen die Lage und Größendimensionierung eines Kanalnetzes generiert. Dazu werden an Hand von 41
Kanalnetzdatensätzen Untersuchungen durchgeführt. Eine mathematische Approximation der Verteilung der in einem Kanalnetz vorhandenen Durchmesser aus einer früheren Untersuchung wird verwendet. Topologische Indizes werden aus Netzdaten hergeleitet und mit Hilfe einer multiplen, lineare Regression mit den Verteilungsparametern der mathematischen Approximation verbunden. Es konnte gezeigt werden, dass statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen den topologischen Eigenschaften eines Kanalnetzes und der beschriebenen Durchmesserverteilung bestehen. Damit ist eine methodische Möglichkeit geschaffen worden, ein Kanalnetz nur auf Basis seiner netzinherenten Eigenschaften und in Verbindung mit der Methodik von Blumensaat et al. (2012) hydraulisch zu dimensionieren. Eine Validierung der Methode an einem Testdatensatz wurde nicht durchgeführt."
Schlagwörter
Kanalnetz, Hydraulische Dimensionierung, Topologische Analysen, Graphentheorie, Strahler, lineare Regression, Generierung, minimale Datenanforderungen, MATLAB, R, SWMM, ArcGIS
Berichtsjahr
2013