Fakultät 5, Fachgruppe für Geowissenschaften und Geographie

 

Geocaching

Zwei Studierende schauen auf ein Tablet Urheberrecht: WiGeo DL

Eine Ergänzung zu Exkursionen und Geländepratika, um den Studierenden, die Auseinandersetzung mit schwierigen Raumbezug zu erleichtern

Das Projekt Geocaching wurde mit Förderung des Exploratory Teaching Space, kurz ETS, erstellt. Ziel ist es, den Studierenden den Einstieg in das Studium zu erleichtern, indem in der Vorlesung präsentierte Lerninhalte in einer spielerischen Form aufgegriffen und gefestigt werden. Ähnlich dem Prinzip einer Schnitzeljagd werden Lernpfade angeboten, bei denen die Studierenden sich mit Hilfe von GPS-Daten orientieren und zu den einzelnen Stationen begeben. Dies geschieht unter Nutzung einer Geocaching-Applikation. Um die einzelnen Stationen zu erreichen beziehungsweise die Koordinaten des nächsten Ortes zu erfahren, sind diverse „Challenges“ unterschiedlichster Art zu bewältigen, deren Ergebnisse via Tablet eingegeben und direkt beantwortet werden. In der Zusammenschau aller Stationen und Aufgaben ergeben sich „spielerisch“ Erkenntnisgewinne und -festigungen zu bereits theoretisch behandelten Fachinhalten.

Mit dem Uni-Geocaching soll über das spielerische Lernen hinaus dezidiert der, gerade im ersten Semester schwierige Raumbezug, erleichtert werden. Das Konzept ist damit als Ergänzung zu Exkursionen und Geländepraktika in zahlreichen Studiengängen mit einem solchen Raumbezug anwendbar. Es wird ab dem Sommersemester 2014 in den Studiengang B.Sc. Angewandte Geographie integriert.

Ansprechpartner ist Christopher Herb, Lehr- und Forschungsgebiet Wirtschaftsgeographie der Dienstleistungen

 

Augmented Reality Sandbox in der Geomorphologie

AR Sandbox Urheberrecht: Lehrstuhl für Physische Geographie und Geoökologie

Die Augmented Reality, kurz AR, Sandbox ermöglicht die direkte Erfassung von Veränderungen einer Oberfläche und die Projektion einer Farbschichtenkarte sowie von Höhenlinien direkt auf diese Oberfläche. Jede Oberflächenänderung wird sofort in eine Änderung der Höheschichtenkarte umgesetzt. Als Oberfläche wird in der AR Sandbox ein spezieller Sand eingesetzt, der sich relativ zäh verformt (kinetischer Sand). Dadurch können geomorphologische Oberflächenformen, wie zum Beispiel Flussmäander, Umlaufberge, Dünen oder Vulkane nachgebaut werden. Zusätzlich kann ein simulierter Wasser- oder Lava-Fluss auf die Oberfläche projiziert werden.

Durch Veränderungen in der Topographie können die Bewegungen auf der Fläche in Echtzeit verändert werden. Dies dient unter anderem zum besseren Verständnis der Dynamik in Einzugsgebieten.

Desweitern kann anhand der Höhenlinien die Interpretation derselben in topographischen Karten eingeübt werden.

Durch Veränderungen, beispielsweise an Hängen, können Sporne, Rinnen, et cetera geformt und ihr Erscheinungsbild in den Höhenlinien studiert werden.

Die AR Sandbox am Lehrstuhl für Physische Geographie und Geoökologie besteht aus einem 100 x 75 x 20 cm großen Sandkasten der mit 80 kg kinetischem Sand gefüllt ist. Die Oberfläche wird mit einer Microsoft Kinect 3D Kamera mit Infrarotsensor erfasst. Die Daten werden in einer NIVIDA Geforce GTX 1070 verarbeitet und mittels eines Projektors in Form einer Höhenschichtenkarte mit Höhenlinie auf die Oberfläche übertragen. Die genutzte Open Source Software AR Sandbox wurde am W.M. Keck Center for Active Visualization in Earth Sciences (KeckCAVES) der UC Davis entwickelt und läuft in einer Linux Umgebung.

Erste Videos, die von Studierenden im Rahmen des Kurses Augmented Reality in der Geomorphologie im Wintersemester 2018/19 erstellt wurden, sind auf YouTube zu sehen.

Ansprechpartner ist Dr. Georg Stauch, Lehrstuhl für Physische Geographie und Geoökologie

 

Augmented Reality Sandbox in der Strukturgeologie und der geologischen Kartierung

Neben dem Einsatz einer AR Sandbox am Lehrstuhl für Physische Geographie und Geoökologie, wurde zudem speziell für die Lehre im Bereich der Strukturgeologie und der geologische Kartierung am Lehr- und Forschungsgebiet Computational Geoscience und Reservoir Engineering eine weitere geologische AR Sandbox entwickelt.

 
.
Augmented Reality - Geology Sandbox 2
 

Wie im Video gezeigt, wird in der Sandbox in Echtzeit eine geologische Karte aus einem dreidimensionalen geologischen Model und der Topographie der Sandoberfläche berechnet und auf den Sand zurückprojektiert.

Auf diese Art können Studierende auf spielerische Weise den Zusammenhang zwischen der Geologie im Untergrund und den Aufgeschlossenen Gesteinsschichten auf der Oberfläche erforschen, während sie die Oberfläche selbst mit den Händen formen und verändern.

Ansprechpartner ist Professor Florian Wellmann, Lehr- und Forschungsgebiet Computational Geoscience and Reservoir Engineering

 

NRW Digital Fellowship Projekt „Fit für ‚Big Data‘: Interaktives Programmieren für Geowissenschaftler“

Screenshot der Anwendung

Programmieren ist schwer. Das ist die allgemeine Auffassung der Studierenden der Geowissenschaften in vielen unserer Lehrveranstaltungen. Doch verlangt die schnell wachsende Verfügbarkeit großer Datenmengen in den Geowissenschaften die Notwendigkeit, diese Daten effizient zu bearbeiten. Das gilt während des Studiums, in der Forschung, aber mittlerweile auch zunehmend in der Arbeitswelt.

„Meet students where they are": Nach diesem Leitsatz erarbeiten wir in diesem Projekt eine Lern- und Programmierplattform, in der (a) die Hemmschwelle für Studierenden durch einen stufenweisen Einstieg mit interaktiven Programmiermethoden verringert wird, (b) die Studierenden durch Cloudcomputing die Möglichkeit haben, direkt zusammen an Projekten arbeiten können.

Der bedeutende Innovationsaspekt ist, dass neueste Methoden um „Jupyter Notebooks“ speziell für die Lehre angepasst und optimiert werden – mit dem Ziel, dass Studierende den Sinn und das Potential wissenschaftlicher Programmierung spielerisch nebenbei erlernen.

Dieses Projekt ist eine Weiterführung bereits erarbeiteter BL-Konzepte basierend auf Jupyter Notebooks, die in einem ETS Projekt gefördert wurden (ETS256) und seitdem bereits sehr erfolgreich in mehreren Lehrveranstaltungen der Fachgruppe eingesetzt werden (Numerical Reservoir Engineering, Geostatistics, Strukturgeologie, Geothermics).

Ansprechpartner ist Professor Florian Wellmann, Lehr- und Forschungsgebiet Computational Geoscience und Reservoir Engineering