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Selected Abstracts

Digital soil mapping using artificial neural networks

JOURNAL OF PLANT NUTRITION AND SOIL SCIENCE, Issue 1 2005
Thorsten Behrens
Abstract In the context of a growing demand of high-resolution spatial soil information for environmental planning and modeling, fast and accurate prediction methods are needed to provide high-quality digital soil maps. Thus, this study focuses on the development of a methodology based on artificial neural networks (ANN) that is able to spatially predict soil units. Within a test area in Rhineland-Palatinate (Germany), covering an area of about 600 km2, a digital soil map was predicted. Based on feed-forward ANN with the resilient backpropagation learning algorithm, the optimal network topology was determined with one hidden layer and 15 to 30 cells depending on the soil unit to be predicted. To describe the occurrence of a soil unit and to train the ANN, 69 different terrain attributes, 53 geologic-petrographic units, and 3 types of land use were extracted from existing maps and databases. 80% of the predicted soil units (n = 33) showed training errors (mean square error) of the ANN below 0.1, 43% were even below 0.05. Validation returned a mean accuracy of over 92% for the trained network outputs. Altogether, the presented methodology based on ANN and an extended digital terrain-analysis approach is time-saving and cost effective and provides remarkable results. Digitale Bodenkartierung mithilfe von Künstlichen Neuronalen Netzen Vor dem Hintergrund einer steigenden Nachfrage nach hoch auflösenden bodenkundlichen Flächeninformationen für die Umweltplanung und Modellierung werden schnelle und genaue Vorhersagemodelle benötigt, um hochqualitative Bodenprognosekarten zur Verfügung stellen zu können. Kernpunkt der hier vorgestellten Untersuchung ist daher die Entwicklung einer Methodik zur Erstellung von Bodenprognosekarten auf der Grundlage Künstlicher Neuronaler Netze (KNN). Als Untersuchungsgebiet diente eine Fläche von über 600 km2 im Pfälzer Wald. Vorwärts propagierende KNN auf Basis des "Resilent Backpropagation"-Algorithmus mit einer verdeckten Schicht aus 15 bis 30 Zellen erwiesen sich als optimal für die Prognose von Bodenformengesellschaften. Um das Auftreten einer Bodenformengesellschaft zu beschreiben und die KNN zu trainieren, wurden 69 Reliefparameter, 3 Nutzungsklassen sowie 53 geologisch-petrographische Einheiten verwendet. 80,% der vorhergesagten Bodenformengesellschaften (n = 33) zeigten Trainingsfehler (mittlerer quadratischer Fehler der KNN) von unter 0,1; 43,% sogar von unter 0,05. Die Validierung ergab Genauigkeiten in dem kartierten Gesamtraum von durchschnittlich über 92,% für die prognostizierten Bodenformengesellschaften. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die vorgestellte Methodik auf der Basis von KNN und einer umfangreichen Digitalen Reliefanalyse einen zeit- und kosteneffektiven Ansatz zur Prognose von Bodenkarten darstellt, der hervorragende Ergebnisse liefern kann. [source]

Energietechnologie: Elektrochemie gegen Wärmekraftmaschinen , ein Tribut an Wilhelm Ostwalds visionäre Aussagen

ANGEWANDTE CHEMIE, Issue 49 2009
Julia Kunze Dr.
Carnot versus Elektrochemie: Dieser Essay wirft einen kritischen Blick auf Methoden zur Energieerzeugung und -speicherung auf Basis des Carnot-Zyklus oder elektrochemischer Prozesse und zeigt die Vor- und Nachteile der beiden Alternativen auf (Bild: links: PEM-Brennstoffzelle, rechts: Au(111)-Modelloberfläche, dekoriert mit 0.025,Monoschichten Pt). Die Ansichten Ostwalds zur Energiewandlung werden denen der heutigen Gesellschaft gegenübergestellt. [source]

Bücher: Bautechnik 8/2009

BAUTECHNIK, Issue 8 2009
Article first published online: 17 AUG 200
Stahlbetonbau Teil 1: Grundlagen und Beispiele. By G. Valentin, G. Kidéry, R. Fritze, W. Potucek Stahlbetonbau Teil 2: Bemessungstabellen auf Basis des Eurocodes 2. By R. Fritze, G. Kidéry, W. Potucek [source]

Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 1/2010

BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 1 2010
Article first published online: 23 DEC 200
Vor 130 Jahren wurden im Massivbau bereits gelenkige Verbindungen entwickelt . Die guten Erfahrungen bezüglich der Funktionalität und die wirtschaftlichen Vorteile führten zu einem intensiven Einsatz von Betongelenken, vor allem beim Bau von Stahlbetonbogenbrücken und Dreigelenkbögen für Hallentragwerke. Das Titelbild zeigt die bekannte Brücke über das Salginatobel des Schweizer Ingenieurs Robert Maillart, der hier Federgelenke angewendet hat. Die Brücke wurde 1930 fertig gestellt und überquert das Tobel mit einer Spannweite von 90 Metern. Die Salginatobelbrücke gilt als technische und architektonische Meisterleistung der Ingenieurkunst und ist ein hervorragendes Beispiel für eine wirtschaftliche und gleichzeitig architektonisch elegante Lösung. In den 1960er Jahren erlebten die Betongelenke eine Renaissance. Die Bemessungsregeln Leonhardts wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens hinsichtlich der heute bekannten Forschungserkenntnisse überarbeitet. Damit wird eine Bemessung von Betongelenken auf Basis des heute bauaufsichtlich eingeführten Regelwerks ermöglicht. Der Beitrag auf den Seiten 27 bis 35 gibt einen Einblick. [source]

Kinetische Untersuchungen zur heterogen katalysierten Metathese von 1-Penten: Entwicklung einer optimierten Reaktorfahrweise

CHEMIE-INGENIEUR-TECHNIK (CIT), Issue 4 2009
A. Behr Prof. Dr. rer. nat.
Abstract Für die Petrochemie stellt die Alkenmetathese eine interessante Methode zur Variation der Kettenlänge von Kohlenwasserstoffen dar. Für unfunktionalisierte Alkene können heterogene Metathese-Katalysatoren eingesetzt werden, die sich vom Reaktionsmedium einfach abtrennen lassen. Ein Beispiel ist die durch Re2O7/,-Al2O3 katalysierte Metathese von 1-Penten zu 4-Octen und Ethen. Diese Reaktion gehört zu einem mehrstufigen Verfahren, das auf Basis des C4-Schnitts des Steamcrackers Weichmacheralkohole produziert. Zur Auslegung der benötigten Reaktoren sind kinetische Daten erforderlich, deren Ermittlung in diesem Beitrag vorgestellt werden. Hierzu zählen sowohl die Reaktions- als auch die Desaktivierungskinetik. Basierend auf diesen Ergebnissen werden anschließend Berechnungen von Temperaturprogrammen dargelegt, die trotz fortschreitender Katalysator-Desaktivierung einen über lange Zeit konstanten Reaktorumsatz ermöglichen. [source]