Kategorie: Publications

Digitalisierung in der Raumentwicklung

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Ein tolles Ergebnis, neben der hervorragend organisierten Konferenz der Schweizer Ingenieursgeometer „ISG 100“ zum hunderjährigen Jubiläum des Verbandes in Lausanne war auch die Möglichkeit, einen Beitrag zum Thema „Digitalisierung“ für das Bundesamt für Raumentwicklung ARE verfassen zu dürfen. Die Zeitschrift „Forum Raumentwicklung“  befasst sich in ihrer aktuellen Ausgabe mit der „Vielfalt der Facetten auf, die mit der Digitalisierung einhergehen. Ziel ist es, Chancen zu nutzen, aber auch Risiken frühzeitig zu erkennen – so wie dies der Bundesrat in seiner Strategie für eine digitale Schweiz formuliert hat. Dabei könnte vieles, was angesichts des hohen Tempos der Veränderungen heute als digitale Errungenschaft
gilt, morgen bereits ähnlich veraltet wirken“, so Ulrich Seewer, Vizedirektor Mobilität, Raum und Infrastruktur.

Sehr zu empfehlen ist die Homepage und die Veröffentlichungen des ARE. Mein Artikel ist in deutsch, französisch und italienisch verfügbar. Danke nochmals für die Übersetzung.

Auf der AGIT2017 -Urbane Seilbahnen, Mozartkugeln und mehr

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Die Zeit vergeht, das Einleben am KIT ist einfach, aber obwohl ich seit Februar schon dort arbeite, finde ich JETZT erst Zeit, wieder einmal einen Beitrag zu schreiben. ÜBER eine Konferenz. Wie im März. OK. Traditioneller Treff aller Geoinformations-Anhänger und -arbeitenden, wie immer in der ersten Juli Woche, AGIT Salzburg!

Ich habe diesmal als eine Art Technologiestudie zum Thema Visualisierung, VR und AR mit meinen Kollegen Hanna Leidecker, Dennis Zimmer und Daniel Broschart das Projekt „Urban Cable Cars“ vorgestellt.

Abstract

„Hoher Siedlungsdruck, fehlende Flächenreserven und stark wachsenden Zahlen im motorisierten Straßenverkehr bei gleichzeitig gewachsenen Ansprüchen an Mobilität stellen Städte vor die Herausforderung alternative Verkehrskonzepte und -Infrastrukturen zu prüfen. Urbane Seilbahnen könnten hierfür eine Lösung darstellen. Allerdings sind realisierte Vorhaben als Best Practice in Europa nur wenige vorhanden. Für eine erfolgreiche Kommunikation zwischen Planern und Bürgern werden Visualisierungen zur besseren Abschätzung der Folgen für das Stadtbild benötigt. Nur durch transparente und frühzeitige Information sind zeitgemäße Partizipationsprozesse möglich. Der vorliegende Beitrag erörtert am Beispiel der Stadt Konstanz die Herangehensweise, wie aus kommunalen Geodaten in Verbindung mit Virtual Reality als auch Augmented-Reality-Technologien sowie unter Zuhilfenahme von unbemannten Luftfahrtsystemen (UAS) die Vision eines „Urban Cable Car System“ im urbanen Raum zielgerichtet erstellt werden kann. Der Beitrag schließt mit der Diskussion, welche Technologien in Zukunft für eine noch bessere und schnellere Visualisierung benötigt werden.“

Der Beitrag ist auf der Seite des Wichmann Verlages unter https://gispoint.de/gisopen-paper/4165-visualisierung-von-seilbahnen-im-urbanen-raum.html bzw. als PDF frei verfügbar.

Weitere Impressionen über sind über Instagram oder Twitter verfügbar.

Münchner GI-Runde mit Echtzeitplanung

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Eine Premiere 2017: Das erste Mal als Redner auf der Münchner GI-Runde, auf Einladung von Prof. Ralf Bill (Universität Rostock). Die Münchner GI_Runde befasste sich in diesem Jahr mit den Themen „Internet of Things“, „BIM und GIS“, „Smart Cities“ und „Dynamische Daten in GIS“. Urban Emotions als auch die Echtzeitplanung sind hier spannende Beispiele für die zwei letztgenannten Themenfelder.  Denn:

„Echtzeitplanung beschreibt ein System, in dem planende Disziplinen in einem konsistenten Workflow relativ einfach aus kommunalen Geodaten eine Visualisierung bzw. Simulation erstellen können. Dabei kommen Anwendungen aus Virtual Reality, Augmented Reality sowie der Kombination aus Echtzeithumansensorik und Urban Sensing Systemen zum Einsatz. Erprobt werden diese im DFG-Projekt Urban Emotions.“

Der Tagungsband ist im Wichmann-Verlag erschienen. Der Runde Tisch GIS e. V. veranstaltet in Kooperation mit der Technischen Universität München bereits das 22. Münchner Fortbildungsseminar Geoinformationssysteme vom 20. bis 21.02.2017, das den neuen Namen „Münchner GI Runde 2017“ trägt. Diese Veranstaltungsreihe wurde 1996 ins Leben gerufen und hat als Weiterbildungsseminar und Forum regen Erfahrungsaustausches eine hohe Bedeutung im gesamten GIS-Bereich.

Besonders beeindruckend fand ich die Augmented Reality Sandbox. Vorgestellt wurde diese von den Kollegen der Universität Augsburg [geoinformatics group | Prof. Krisp]. Die ürsprüngliche Die Idee ist, dass diese AR-Sandkästen als mehr oder weniger unbeaufsichtigte Exponate in Wissenschaftsmuseen Besuchern Informationen geographische, geologische und hydrologische Prinzipien in Form des Edutainment zu vermitteln. Einfach indem sie „im Sand spielen“.

https://vimeo.com/172530551

Die AR Sandbox ist ein Open-Source Projekt, entwickelt an der University of California | UC Davis. Die läuft unter Linux und Mac OS X mit einer Kinect 3D Kamera, einem Beamer, PC mit einer guten Grafikkarte und natürlich einem Sandkasten.  [http://doc-ok.org/?p=164]

Weiterführende Literatur

Reed, S., Kreylos, O., Hsi, S., Kellogg, L., Schladow, G., Yikilmaz, M.B., Segale, H., Silverman, J., Yalowitz, S., and Sato, E., Shaping Watersheds Exhibit: An Interactive, Augmented Reality Sandbox for Advancing Earth Science Education, American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting 2014, Abstract no. ED34A-01

Bebauungsplan 3D? | Daniel Broschart

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Die Möglichkeiten der Visualisierung  von planerischen Festsetzungen

[ Abstract ]

Die vorliegende Arbeit befasst sich damit, wie Planung zukünftig für den Bürger durch den Einsatz von 3D-Modellen verständlicher gestaltet werden kann. Dazu werden die Inhalte eines Bebauungsplans, konkret der zeichnerische Festsetzungsteil, auf ihre dreidimensionale Umsetzbarkeit untersucht. In der Planzeichenverordnung steht eine Vielzahl an Festsetzungselementen zur Verfügung, die potentielle Inhalte eines Bebauungsplans darstellen können. Deshalb werden diese zunächst auf ihre Eigenschaften bezüglich ihrer Auswirkungen auf die gebaute Realität untersucht und in einem z weiten Schritt versucht, ein dreidimensionales Pendant zu erstellen. In einigen Fällen ist eine symbolhafte Darstellung unumgänglich, die entsprechenden, in der Planzeichenverordnung zur Verfügung stehenden, Planzeichenelemente aber nicht immer eindeutig. An diesen Stellen werden Vorschläge für eine alternative Symboldarstellung erarbeitet. Insgesamt wird dabei ein Baukasten an dreidimensionalen Festsetzungselementen erstellt, aus dem sich ein Planer bedienen kann, um diese Einzelelemente kombiniert zur Erstellung eines dreidimensionalen Bebauungsplans einsetzen zu können. Der erstellte 3D-Bebauungsplan kann im Rahmen einer informellen Bürgerbeteiligung ergänzend eingesetzt werden, um auf diese Weise planerische Festsetzungen besser erklären zu können.

Um das Thema eines dreidimensionalen Bebauungsplans genau einordnen zu können, muss zunächst auf das Verhältnis zwischen Planer und Adressaten eingegangen werden, bevor genauer auf die Grundlagen des Computereinsatzes und speziell auf die Einsatzgebiete von 3D-Modellen in der Planung eingegangen wird.

In dieser Arbeit geht es allerdings nicht nur um die Erarbeitung der Inhalte eines möglichen dreidimensionalen Bebauungsplans an sich, sondern es geht auch darum, mögliche Präsentationsformen dieses aufzuzeigen. Dabei wird sowohl die Darstellung eines 3D-Bebauungsplans in Google Earth, al s auch neue Präsentationsmethoden durch den Einsatz von Smartphones, genauer de m Einsatz sogenannter „Mobile Augmented Reality-Browser“, behandelt. Beim Thema Augmented Reality geht es darum, die Möglichkeiten und Grenzen einer Darstellung von planerischen Festsetzungen zu erforschen und diese aufzuzeigen.

Die erarbeiteten Inhalte werden am Ende kritisch reflektiert und ein kurzer Ausblick auf zukünftige Entwicklungen und weitere n Forschungsbedarf gegeben.

Smart City oder clevere Stadt? | Pia Schlößl

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[ Kurzfassung ]

Zukunftsfähige Städte betreffen alle Akteure einer Stadt, von den Bewohnern bis hin zu der Verwaltung. Die Städte müssen sich auf immer neue, veränderte Herausforderungen einstellen und diesen zielgerichtet begegnen, damit die Stadt als Gemeinwesen lebenswert erhalten bleiben kann. Hieraus versuchen privatwirtschaftliche Unternehmen Profit zu schlagen. Aktuell bringt die, sich verstärkende, Digitalisierung viele neue Impulse für die Städte. Ein wichtiger Ansatz dabei ist vor allem die Smart City, welche eine Verknüpfung zwischen Stadtplanung sowie den Informations- und Kommunikationstechnologien erreichen soll. Dieses Konzept wird innereuropäisch verglichen, um darzustellen, was mögliche Projekte hin auf den Weg zu einer zukunftsgerechten Stadt sind. Viele Städte bezeichnen sich schon als Smart City, allerdings die Stadt Nürnberg nicht. Wieso dies der Fall ist, wird im Zuge der Arbeit aufgezeigt. Ein Verknüpfungspunkt aller zukunftsleitenden Ideen und Ansätze ist die Partizipation der Bewohner, um deren Bedürfnisse besser in die Stadt aufnehmen zu können. Somit entscheiden diese über das Gelingen oder auch das Scheitern vieler neuer Konzepte. Die Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten, wie zukunftsfähige Städte definiert und welche Kriterien dazu identifiziert werden können.
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[ Abstract ]

Sustainable cities affect all players of a city, from the residents to the local government. However, cities must always adapt to new and changing challenges and target this responsibility purposefully, so that they remain livable as a community. Hence the private sector tries to make profits from this. Currently the increasing digitization provides many new stimulus for the cities. An important approach here is especially the Smart City, which establishes a link between urban planning as well as the information and communication technologies. This concept will be compared within Europe to illustrate what possible projects on the path to a future-oriented city might be. Many cities designate themselves as Smart Cities, but this is not the case for the city of Nuremberg. The reason for this matter will be examined during the course of this paper. A connecting point of all trendsetting ideas and approaches is the participation of residents in order to better accommodate their needs in the city. Thus, the citizens decide, wether new concepts succeed or fail. This work is supposed to contribute tot he discourse on how sustainable cities can be defined and which criteria can be identified in this context.

EmoMapping von Barrieren | Sven Beyel

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[ Abstract ]

Im Zuge des demographischen Wandels ist ein deutlicher Anstieg des Bevölkerungsanteils an  Seniorinnen und Senioren (Personen ab 65 Jahren) in Deutschland abzusehen. Dadurch wächst auch die Anzahl der mobilitätseingeschränkten und behinderten Menschen. Insbesondere für die Gruppe der über 80-Jährigen spielen barrierearme Wege eine große Rolle. Sie stellen dementsprechend eine zunehmend wichtiger werdende Herausforderung für die räumliche Planung dar.
In einer Pilotstudie wurde hierfür im Bochumer Stadtteil Querenburg versucht, Barrieren
(nach DIN 18040-3 etc.) in einem „barrierefreien Stadtplan“ zu erfassen. Es stellt sich jedoch
die Frage, ob es tatsächlich diese Barrieren sind, die bei den mobilitätseingeschränkten Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmern Stress verursachen. Um diesen Sachverhalt zu klären, wurde die Technik des „EmoMapping“ (dt. Emotionskartierung) verwendet. Dieses Verfahren dient dazu, Emotionen von einzelnen Personen zu erfassen und zu verorten. Zu diesem Zweck wurden Testpersonen mit einem Alterssimulationsanzug, einem GPS-Logger zur
Erfassung der geographischen Position sowie einem Sensorarmband, welches die  Hautleitfähigkeit und die Hauttemperatur misst, ausgestattet. In Testläufen wurden durch Erkennung von Mustern besondere Situationen, in denen die Probanden Stress empfanden, positionsgenauerfasst.
Anschließend wurden die Messdaten des GPS-Loggers und des Sensorarmbandes ausgewertet
und kombiniert. Die daraus resultierenden Ergebnisse wurden als Dichtekarten (Heatmaps) in einem Geoinformationssystem dargestellt. Diese ermöglichen eine Interpretation der Daten.
Da die Auswertung der Daten aus dem EmoMapping bislang nicht automatisiert und über
verschiedene Software durchgeführt wurde, konnten die Daten nicht sehr zeitnah ausgewertet
werden. Auch der Arbeitsaufwand war als relativ hoch einzustufen. Deshalb wurde im Rahmen dieser Bachelorarbeit ein Werkzeug entwickelt, mit welchem sich die einzelnen Arbeitsschritte
der Auswertung automatisiert durchführen lassen. Das Tool wurde in der frei verfügbaren Programmiersprache „R“ entwickelt und erleichtert den bisherigen Arbeitsablauf der Auswertung deutlich. Dadurch wird in Zukunft eine intensivere Nutzung der Emo-
Mapping-Methode ermöglicht.

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Virtuelle Ambiente und Raumwahrnehmung | Steffenz Volz

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360-Grad- und 3D-Videos als dynamische Virtual-Reality-Komponenten in der Bestandsaufnahme

[ Kurzfassung ]

Die vorliegende Arbeit befasst sich damit, wie eine dynamische Bestandsaufnahme in der Stadt- und Raumplanung aussehen kann. Im Fokus der Untersuchung stehen 360-Grad- und 3D-Videos. Neben den technischen Aufnahmemöglichkeiten dieser Videos und deren Weiterverarbeitung gilt es auch die Wiedergabemöglichkeiten zu betrachten. Die Panoramaforschung und das menschliche Sichtfeld spielen bei dieser Betrachtung genauso wie der Immersionsgrad und die rechtlichen Rahmenbedingungen eine wichtige Rolle. In einem ersten Versuch findet, durch Abfilmen und Erfassen einiger Strecken und Plätze, eine dynamische Bestandsaufnahme statt. Hierbei gilt es besonders, einen geeigneten Aufbau und Ablauf der Filmaufnahmen zu entwickeln.
Um die Wirkung und den Grad der Realität der erfassten baulichen Umgebung in der virtuellen Realität zu überprüfen, helfen Probanden bei einem Wahrnehmungstest. Anschließend an die Auswertung dieses Tests folgt ein Überblick über mögliche Einsatzgebiete im planerischen Kontext. Ein Ausblick auf die zukünftigen Möglichkeiten, mit einem speziellen Fokus auf die technische Weiterentwicklung, schließt die Arbeit ab.
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[ Abstract ]

The present work is concerned with how a dynamic inventory in urban and regional planning can look like. The focus of the study are 360-degree- and 3D-videos. In addition to the technical ways of recording these videos and their further processing, it is also the playback options to consider. The panorama research and the human field of vision play in this approach as well as the degree of immersion and the legal framework an important role. In a first test a dynamic inventory takes place by filming and recording some routes and places. This applies particularly to develop an appropriate structure and process of filming.
To check the effect and the degree of reality of the detected structural environment in virtual reality, volunteers are helping in a perception test. Subsequent to the evaluation of this test follows an overview of possible applications in the planning context. An outlook on the future possibilities, with a special focus on the technical development, completes the work.

ARchitecture | Daniel Broschart

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[  Zusammenfassung ]

„Visualisierung und Kommunikation gehören zu den täglichen Aufgaben von Planern und Architekten. Die dabei zur Unterstützung einsetzbaren Techniken erfahren eine fortlaufen- de Entwicklung, woraus sich immerzu neue Anwendungsfälle ergeben. Insbesondere um die Möglichkeit der eigenen Meinungsbildung des sogenannten interessierten Laien zu verbessern, gilt es solche interaktive Techniken auszuwählen, die vielseitig einsetzbar sind und mithilfe derer sich der Laie auf spielerische Weise für durchaus ernste Themen der städtebaulichen Planung informieren kann. Das vorliegende Paper befasst sich insbesondere mit den Möglichkeiten von Augmented Reality- (kurz: AR-) Darstellungen auf mobilen Endgeräten in den Themenfeldern von Architektur und Stadtplanung. Gängige AR- Techniken werden vorgestellt, ihre spezifische n Eigenschaften betrachtet und dementsprechende Anwendungsfälle abgeleitet und aufgezeigt. Des Weiteren wird auf die Bedeutung dieser Form der Plankommunikation aus sozial er Sicht sowie sich daraus ergebender Entwicklungen für die Stadtplanung insgesamt diskutiert.“ [Broschart & Zeile 2014 ]

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[ Abstract ]

“The term “augmented reality” (AR) might sound like science fiction at first, reminding one of Hollywood movies such as “Terminator” or “Iron Man”. Augmented reality means the overlay of a real existing situation with virtual content. Starting with simple text information, pictures, audio- and video-files to 3D-models, there is a whole range of realizable content to augment reality. For every AR-visualization there are four elements needed: a render-unit, a tracking-unit, a camera and a monitor. A few years ago, there were only stationary AR-visualizations or users had to carry heavy equipment to explore the virtual environment. Nevertheless, with the rapid development of new techniques and tools, augmented reality visualizations can now even be realized with smartphones and tablets. Concerning the fast development of these techniques, it is necessary to stay tuned to these development processes and think about new applications for planning communication. The man-made environment affects every human who lives within it. When changes are made within this environment, citizens have to be able to form their own opinion about these changes. However, the key problem is that not every person involved has a planning or architectural background, so the spatial perception of each person is to be valued in a different way. Based on these requirements, communication of planning processes needs various and adaptable tools in order to offer an understandable information transfer. While the use of two-dimensional plans and renderings in planning communication is state-of-the-art, the paper’s focus lies on interactive tools and gives a general overview on common augmented reality techniques and their specific characteristics. Depending on these characteristics, one must think about possible scenarios in the fields of architecture and urban planning.” [Broschart & Zeile 2015]

Urban Emotions auf dem GI_Forum2016

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Auf der diesjährigen AGIT2016 bzw. dem GI-Forum haben wir unsere neue Publikation präsentieren dürfen. Im Rahmen der Session „Urban Geoinformatics“ durfte ich im Namen meiner Co-Autoren Bernd Resch, Martin Loidl, Andreas Petutschnig und Linda Dörrzapf „Urban Emotions Bicycle Experience – enriching bicycle traffic planning with human sensor data“ vorstellen. Der Artikel ist GI_Forum Journal unter Open Access publiziert und kann GI_FORUM Journal abgerufen werden.

Hier ist der englische Abstract zur Publikation:

Even though much research has been conducted on the safety of cycling infrastructures, most previous approaches only make use of traditional and proven methods based upon datasets such as accident statistics, road infrastructure data, or questionnaires. Apart from typical surveys, which are known to face numerous limitations from a psychological and sociological viewpoints, the question of how perceived safety can best be assessed is still widely unexplored. Thus, this paper presents an approach for bio-physiological sensing to identify places in urban environments which are perceived as unsafe by cyclists. Specifically, a number of physiological parameters like ECG, skin conductance, skin temperature and heart rate variability are analysed to identify moments of stress. Together with data gathered through a People as Sensors app, these stress levels can be mapped to specific emotions. This method was tested in a pilot study in Cambridge, MA (USA), which is presented in this paper. Our findings show that our method can identify places with emotional peaks, particularly fear and anger. Although our results can be qualitatively interpreted and used in urban planning, more research is necessary to quantitatively and automatically generate recommendations from the measurements for urban planners.

Hier auch noch einige Twitterreaktionen aus der Session.

 

Echtzeitplanung | Dissertation

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Die Fortentwicklung der Simulations- und Visualisierungsmethoden für die städtebauliche Gestaltungsplanung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Thema der Fortentwicklung von Visualisierungs- und Simulationsmethoden in der städtebaulichen Gestaltungs-planung. Für einen Einstieg in die Materie ist eine tief gehende Auseinandersetzung mit dem Begriff der Planung und deren Prozesse im Allgemeinen und der Versuch der Abgrenzung von städtebaulicher Struktur – und Gestaltungsplanung im Besonderen unerlässlich, auch um das bisher zu Verfügung stehende Methodenrepertoire einer kritischen Untersuchung zu kommen zu lassen. Es wird deutlich, dass die Methoden in der städtebauliche Gestaltungsplanung in den letzten fünf Jahren einem radikalen Wechsel unterzogen worden: Neben der schnelleren Erstellung von virtuellen Umgebungsmodellen sind vor allem die Einflüsse aus der sogenannten Web 2.0 Bewegung und dem veränderten Nutzungsverhalten im Internet die treibenden Motoren, die die Arbeit und die damit verbundenen Methoden in der Gestaltungsplanung verändert haben. Für den Planer hat dies den Vorteil, dass zum Einen Planungsinhalte frühzeitig schneller und transparenter für eine erfolgreiche Plankommunikation aufbereitet werden können, und zum Anderen, dass der Planer diese ehemals sehr anspruchsvollen Arbeit bis zu einem gewissen Umfang auch selbstständig erledigen kann und nicht mehr auf die Hilfe von Spezialisten angewiesen ist.

Workflow of Building Up a 3D-City Model [Zeile 2010:147]

Workflow of Building Up a 3D-City Model [Zeile 2010:147]

Die dafür benötigten Methoden sind in allen ihren Facetten in dieser Arbeit beleuchtet und zugleich in einem in sich konsistenten Workflow untereinander vernetzt, so dass alle vorgestellten Arbeitsweisen keine eindimensionale Lösungen darstellen, sondern immer wieder untereinander, ähnlich dem Mashup-Gedanken der Web2.0 Community, neu kombinierbar sind. Der Einsatz der Arbeitstechniken inklusiver des Workflows ist dann die Methode der Echtzeitplanung urban vis & sim, die auf die städtebauliche Gestaltungsplanung abgestimmt ist. Zur besseren Verständlichkeit wird die Methode im Laufe der Arbeit nur „Echtzeitplanung“ genannt.

Anhand von verschiedenen Einsatzbereichen ist die Methode der Echtzeitplanung in der Praxis auf ihre Umsetzung hin überprüft worden, wobei Bereiche unterschieden werden, die entweder mit einer kurzen Einarbeitungszeit auch von „Visualisierungsneulingen“ bewältigt werden können oder in weiterführende Arbeitstechniken, die das hohe Maß der Flexibilität der Methode durch die Kombination von verschiedenen Techniken auslotet. Die Methode der Echtzeitplanung eignet sich beim Einsatz in der Planung für eine allseits transparente Kommunikation, sofern die in der Arbeit erläuterten Rahmenparameter eingehalten werden. Echtzeitplanungsmethoden sollten frühzeitig und in Abstimmung aller am Prozess beteiligten Akteure dazu verwendet werden, um die Kommunikation und das Verständnis zu stärken. Sie sollten nicht durch ihre beeindruckenden Grafikpräsentation dazu verwendet werden – bewusst oder unbewusst – bestimmte Elemente einer Planung zu überhöhen oder andere dadurch zu negieren.

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