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BambergEcoPulse

Diese Masterarbeit stellt die Planung und Implementierung einer Anwendung zur Kuratierung von Umweltdaten einer bürgerinitiierten Crowd-sen-sing-Kampagne vor. Motiviert durch den Klimawandel zielt die Arbeit darauf ab, sowohl eine Softwarelösung zum Fördern von Maßnahmen zur Verlangsamung des Klimawandels zu entwickeln, als auch die Bürger*innen in Bamberg zu motivieren, sich an einer Crowdsensing-Kampagne zu beteiligen. Das vorgestellte Konzept erläutert die Vorgehensweise in der Arbeit, um darauf basierend die Anforderungen zu erheben und zu analysieren. Auf Grundlage der Anforderungen wird die Softwarearchitektur entworfen und die Implementierung der Anwendung beschrieben.

Die Ergebnisse der Arbeit fallen dabei positiv aus. Die entwickelte Anwendung erfüllt einen überwiegenden Teil der Anforderungen und kann als Grundlage für weitere oder zukünftige Arbeiten dienen. Die Zusammenarbeit mit den Stakeholdern hat sich als hilfreich erwiesen, um die Anforderungen zu erheben. Zusätzlich hat sich der iterative Ansatz der agilen Softwareentwicklung als ideale Vorgehensweise für die Entwicklung der Anwendung herausgestellt, da eine schnelle und auf die Stakeholder zugeschnittene Entwicklung möglich gewesen ist. Die aufgestellten Anforderungen stimmen mit der Literatur überein, weswegen der Crowdsensing-Ansatz in der Softwareentwicklung zwar sinnvoll ist, aber auch mit Herausforderungen, welche mit einem Mehraufwand verbunden sind, einhergeht.

Damit reiht sich die Arbeit in die Forschungslücke der Entwicklung von Crowdsensing-Anwendungen ein und kann als Grundlage für weitere Arbeiten dienen, um die Anwendung zu erweitern oder zu verbessern.

Architecture

Prerequisites

You will need Docker installed on your machine, check here.

Setup

First run...

cd /app

...then...

docker compose up

...enjoy!

Stakeholder

• Bürgerverein Bamberg Mitte e.V. (BVM)
• Domänenexpert*innen (Mikrometeorologe der Universität Bayreuth)
• Lehrstuhl für Informatik, insbesondere Mobile Softwaresysteme/Mobilität der Otto-Friedrich-Universität Bamberg

Problem Area

• connect Grafana iframe to Flask application
• make application deployable on all machines without needing to setup data every single time
• get station data automatically
• import KML files to OpenStreetMap

Solution Area

• run flask instance on Docker as well
• run init.sql to set up database when composing
• let Grafana point to provision directories so dashboards are set up when composing

masterthesis's Issues

Chats für "Meine Karte"

Die Möglichkeit zum Anlegen von Chats im Bereich der Karte soll umgesetzt werden.

Sensordaten einholen

Um die Sensordaten auf den Karten und Historien anzeigen zu können, müssen diese erst eingeholt werden. Dazu gibt es die Möglichkeit, entweder direkt die Netatmo API zu verwenden und mit REST-Abfragen die Daten einzuholen, oder Reems Tabellen zu verwenden.

Datenbank aufsetzen

Es soll eine Datenbank aufgesetzt werden, für u.a. folgende Funktionen:

• Nutzerdaten
• Karten- und Sensordaten
• Annotationen
• Feedback

Stationen auf Karte pinnen

Die in Bamberg existierenden Netatmo-Stationen sollen auf der eingebundenen Karte angezeigt werden.

Lokale Klimazonen in "Sensorinspektor" einbinden

Die aus Google Earth exportierten lokalen Klimazonen sollen zur Analyse im Sensorinspektor berücksichtigt werden und müssen daher eingebunden werden.

Login aufsetzen

Zum Speichern von Chat- und Sensordaten soll eine Login-Möglichkeit aufgesetzt werden. Nutzer*innen sollen sich nach erfolgter Registrierung einloggen können und ihre auf sie zugeschnittenen Views einsehen können.

Registrierung aufsetzen

Um sich einloggen zu können, müssen Nutzer*innen zunächst in der Lage sein, sich registrieren zu können. Dafür sollen die benötigten Angaben so minimal wie möglich gehalten werden:

• Nutzername
• Passwort

"Mein Bereich" umsetzen

Es soll eine View "Mein Bereich" existieren, in welchem Nutzer*innen gespeicherte Sensoren, Annotationen und Benachrichtigungen abrufen können.

Sensoren in "Meine Karte" einbinden

Die exportierten KML-Dateien, welche die Wetterstationen Bambergs beinhalten, müssen in die interaktive Karte eingebunden werden.

Daten miteinander verlinken

Es soll möglich sein, Daten anzuklicken um detailliertere Informationen anzeigen zu lassen.

Daten als Graph ausgeben

Die eingeholten Sensordaten sollen als Graphen ausgegeben werden. Hier kann Graphana zum Einsatz kommen.

Aktuelle Auslesungen

Dies kann unter anderem entweder mit einer speziellen Pin-Nadel mit der aktuellen Auslesung oder eines Popups gelöst werden.

Chats für "Sensorinspektor"

Chats für den Bereich "Sensorinspektor" soll ermöglicht werden.

"Mein Feedback" umsetzen

Es soll eine View existieren, in welcher Nutzer*innen Feedback zu dem Tool abgeben können. Dabei soll eine Texteingabe möglich sein und zusätzlich eine Kategorisierung, um was für eine Art von Feedback es sich handelt (Bug, Change Request, Feature...). Dieses Feedback soll dann in der Datenbank gespeichert werden.

Lokale Klimazonen in "Meine Karte" einbinden

Die in Google Earth angelegten und exportieren lokalen Klimazonen sollen in die Karte im Bereich "Meine Karte" eingebunden werden.

Sensordaten einbinden

Die eingeholten Sensordaten sollen auf den entsprechenden Views eingebunden werden (z.B. Karte an Pinnadeln, Sensorinspector etc.)

Lokale Klimazonen in Bamberger Karte einzeichnen

Für die Analyse der Sensordaten ist es zunächst erforderlich, die lokalen Klimazonen Bambergs zu definieren um auf dieser Basis dann Stationen innerhalb dieser miteinander vergleichen zu können. Dies soll mit Google Earth passieren. Das Ergebnis daraus kann dann als geoJSON/KML exportiert und eingebunden werden.

REST-Parameter in der URL-Leiste

Eine der Anforderungen besteht darin, dass Einstellungen in Views in der URL-Leiste wiederverwendbar sein sollen, sodass Nutzer*innen diese Links teilen können, ohne das weitere Einstellungen übernommen werden müssen.

Mehrfachauswahl ermöglichen

Es soll möglich sein, mehrere Elemente (Daten, Annotationen, Graph-Punkte etc.) auszuwählen.

Karte einbinden

Auf der Hauptseite des Tools soll eine interaktive Karte Bambergs angezeigt werden. Zusätzlich sollen die Sensoren mit Pinnadeln an ihren entsprechenden Positionen markiert sein.