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Mit Szenarien lassen sich verschiedene "Was-wäre-wenn..."- Situationen in einem Modell durchspielen, ohne mehrere Modellkopien oder -versionen anlegen zu müssen. Somit kannst du ganz einfach alternative Zukunftsentwicklungen simulieren und vergleichen.
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:::note Szenario
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Ein Szenario ist eine definierte Variation bestimmter Modellannahmen oder Eingabewerte. Du kannst damit analysieren:
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- wie empfindlich das Modell auf Änderungen reagiert
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- Welche Entwicklungen unter verschiedenen Rahmenbedingungen möglich sind
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- Welche Annahmen robust oder riskant sind
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Die Szenario-Einstellungen ermöglichen es dir auf unterschiedlichste Weise, bestimmte Primitiveparameter flexibel zu verändern, um somit schnellstmöglich und unkompliziert eine große Bandbreite an Szenarien auszuprobieren.
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@@ -1,8 +1,10 @@
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# Versions-Einstellungen
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Modellversionierung ist insbesondere bei langfristiger und kollaborativer Arbeit mit digitalen Modellen ein wichtiges Werkzeug. Es ermöglicht, Änderungen am Modell nachvollziehbar zu dokumentieren, frühere Stände
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Modellversionierung ist insbesondere bei langfristiger und kollaborativer Arbeit mit digitalen Modellen ein wichtiges Werkzeug. Es ermöglicht, Änderungen am Modell nachvollziehbar zu dokumentieren, frühere Stände zu archivieren und Experimente durchzuführen, ohne den aktuellen Stand zu verlieren.
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Warum ist Versionierung wichtig?
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- Rückverfolgbarkeit: Jede Änderung (zB neue Primitives, veränderte Parameter, neue Flussstruktur) kann später genau nachvollzogen werden
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:::tip Versions-Index
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Die Benennung der unterschiedlichen Modellversionen wird automatisch generiert und kann **nicht** manuell verändert werden.
@@ -15,4 +17,17 @@ v0.1.1 : Neuer Entwurf
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v1.0.0 : Major-Version -
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v1.0.1 : Neuer Entwurf
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- Fehlerkorrektur: Bei unbeabsichtigten Fehlern kann auf eine frühere Version zurückgegriffen werden
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:::warning
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Du kannst keine einzelnen Entwürfe löschen, sondern ausschließlich das komplette Modell.
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- Vergleichbarkeit: Unterschiedliche Modellvarianten (Szenarien) lassen sich miteinander vergleichen
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- Dokumentation: Für wissenschaftliche Arbeiten oder Projekte dient die Versionierung als transparente Dokumentation des Modellierungsprozesses
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- Teamarbeit: In kollaborativen Projekten können verschiedene Bearbeitende nachvollziehen, wer wann was verändert hat
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:::tip
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Wenn du veröffentlichte Modelle als Basis deines Modells nehmen möchtest, erstellst du entweder einen neuen Entwurf (sofern du die Berechtigung hast) oder du klonst es, sodass du es bearebiten kannst.
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@@ -40,20 +40,19 @@ Auf der linken Seite ist eine einklappbare Sidebar, wo sich die Modellinformatio
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Mit einem Klick auf das jeweilige Primitive öffnet sich auf der rechten Seite der Arbeitsfläche das Einstellungsfenster für die entsprechenden Parameter.
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## Handhabung
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### Grundlegende Handhabung
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####1. Elemente platzieren
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### 1. Elemente platzieren
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Wähle in der unteren ActiveBar ein Modellierungselement aus. Es wird automatisch auf der Arbeitsoberfläche platziert.
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:::tip Hinweis
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Erstelle eine Geistervariable eines Primitives, indem du es auswählst und auf das Geist- Icon klickst. Dadurch kannst du dein Modell übersichtlicher strukturieren und Primitves an einer anderen Stelle im Modell platzieren, ohne ein Gewirr von langen Verbindungen!
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:::
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####2. Elemente verbinden
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### 2. Elemente verbinden
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Um die Modellierungselemente in Abhängigkeit zu setzen, verbinde sie grafisch miteinander. Indem du den Mauszeiger über einen der Knotenpunkte des Ausgangs-Primitives bewegst, wird dieser zum Fadenkreuz. Halte die linke Maustaste gedrückt und ziehe das Fadenkreuz zu dem Knotenpunkt des Primitives, welches du mit dem anderen in Relation bringen möchtest. Die erstellte Verbindung wird dir in Form eines Pfeils dargestellt, der dir gleichzeitig die Richtung der Abhängigkeit anzeigt. Das Primitive, auf das die Pfeilspitze zeigt, verwendet den Wert des anderen Primitves als Input.
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:::tip Hinweis
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Bei den Primitves *Flow* und *Transition* sind die Knotenpunkte in ihrer Funktionsweise definiert. Die Richtung wird durch gekennzeichnete In- und Outputpfeile vorgeschrieben. Du kannst die Ausrichtung dieser festgelegten Richtung ändern, indem du das Primitve auswählst und auf das Rotation- Icon klickst.
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:::
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####3. Parameter setzen
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### 3. Parameter setzen
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Nach Auswahl eines Elements kannst du im Eigenschaftenfenster die gewünschten Parameter setzen. Füge individuelle Gleichungen ein oder nutze die bereits integrierten Funktionen. Den Wert des verbunden Primitves kannst du als einen Inputwert nehmen, indem du (nach dem grafischen Verbinden) auf den Button unter dem Werteingabe-Feld klickst.
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:::tip Hinweis
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Achte darauf, dass der Name des Primitves und die Bezeichnung in den eckigen Klammern im Werteingabe-Feld des verbundenen Primitves übereinstimmen (Leerzeichen beachten). Benennst du im Laufe des Modellierungsprozesses Primitives um, musst du diese in den Wertefeldern anpassen, sonst kann das Modell nicht berechnet werden.
@@ -64,5 +63,5 @@ Mit dem Klick auf den Löschen- Button im Eigenschaftenfenster, entfernst du **n
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-
####4. Simulation starten
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### 4. Simulation starten
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Über die Schaltfläche "Simulieren" wird das Modell mit den gesetzten Parametern berechnet. Dabei öffnet sich in der Mitte der Arbeitsoberfläche ein neues Fenster, in dem die Simulationsergebnisse in Form einen Liniendiagramms oder eines Streuungsdiagramms angezeigt werden. Die Geschwindigkeit des Aufbaus der Anzeige kannst reguliert werden.
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@@ -25,6 +25,7 @@ Stock (dt. Bestände) bilden akkumulierte Größen bzw. Werte, die sich im Laufe
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## Flow
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Flows (dt. Flüsse/Ströme) beschreiben die Geschwindigkeit, mit der sich ein Bestand aufbaut oder abbaut, und wirken damit direkt auf die Änderungsrate eines Stocks. Ein Flow ist eine zeitabhängige Rate, die angibt, wie schnell etwas in einen Stock hinein- oder aus ihm hinausfließt. Sie sind temporär aktiv, indem sie den Bestand verändern, aber selbst keine Werte speichern. Zudem können sie von anderen Variablen abhängen. Es gibt verschiedene Typen von Flows - zum einen statische/absolute und variable/relative In- und Outflows.
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@@ -44,6 +45,7 @@ Flows (dt. Flüsse/Ströme) beschreiben die Geschwindigkeit, mit der sich ein Be
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## OGC API Features
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Die OGC API Features ist ein moderner Standard des Open Geospatial Consortium (OGC) zur Bereitstellung und Abfrage von Geodaten über Webschnittstellen. Dies ermöglicht eine einfache Integration in Webanwendungen und fördert die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen. Das Masterportal Hamburg stellt über die OGC API- Features eine Vielzahl von Datensätzen aus dem Geoportal zur Verfügung.
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@@ -70,6 +72,7 @@ Die OGC API Features ist ein moderner Standard des Open Geospatial Consortium (O
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## Variablen
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In der Systemdynamik beschreiben Variablen größenveränderliche Einflussfaktoren, die nicht direkt Bestände (Stocks) sind und im Gegensatz zu diesen keine Speicherfunktion der Werte aufweisen. Sie sind Berechnungsgrößen, die Flüsse oder andere Variablen beeinflussen. Sie fungieren als Rechenhilfen, indem sie die Struktur vereinfachen und
Ein Converter ist ein Modellierungselement, das eine Berechnung, Transformation oder Ableitung aus anderen Variablen oder Konstanten durchführt. Er ist funktional gleichzusetzen mit einer Hilfsvariablen und speichert keine Werte, sondern wird bei jeder Simulationszeit neu berechnet.
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@@ -111,6 +115,7 @@ Ein Converter ist ein Modellierungselement, das eine Berechnung, Transformation
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## States
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Ein State in der agentenbasierten Modellierung bezeichnet einen Zustand (oder verschiedene Modi), der die aktuelle Situation oder Konfiguration eines Agenten, die sein Verhalten und seine Reaktion im Modell beeinflusst. Die Agenten wechseln von einem State in einen anderen, ausgelöst durch Regeln, Wahrscheinlichkeiten oder Umwelteinflüsse.
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@@ -126,6 +131,7 @@ Ein State in der agentenbasierten Modellierung bezeichnet einen Zustand (oder ve
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## Transitions
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Transitions bezeichnen die Übergänge zwischen den Zuständen (States) eines Agenten. Sie beschreiben wann und unter welchen Bedingungen ein Agent von einem Zustand in einen anderen wechselt.
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@@ -146,6 +152,7 @@ Transitions bezeichnen die Übergänge zwischen den Zuständen (States) eines Ag
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## Actions
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Actions sind die konkreten Handlungen, die ein Agent während eines Zustandes oder bei einem Zustandswechsels (Transitions) ausführt. Sie bestimmen das sichtbare Verhalten eines Agenten innerhalb des Modells. Sie sind opelrationale Verhaltensregeln, wie beispielsweise sich bewegen, mit anderen Agenten interagieren, Ressourcen verbrauchen etc.
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@@ -161,6 +168,7 @@ Actions sind die konkreten Handlungen, die ein Agent während eines Zustandes od
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## Agent
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Ein Agent ist eine autonome Entität, die eigene Zustände, Eigenschaften und Verhaltensregeln besitzt und mit ihrer Umwelt und anderen Agenten interagieren kann. Als individuelles Modellobjekte können Agenten eigenständige Entscheidungen treffen, zustandsabhängig handeln, sich verändern und lokal interagieren.
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@@ -171,7 +179,7 @@ Ein Agent ist eine autonome Entität, die eigene Zustände, Eigenschaften und Ve
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|**Schnittstelle & Szenario**|
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| Ausgabeparameter | Boolean | Wenn als Ausgabeparameter gewählt, gibt dies Aufschluss über den Zustand des Systems im Zeitverlauf. Es werden Wirkungen von Entscheidungen, Änderungen oder externen Faktoren sichtbar. |
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## Population
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Eine Population bezeichnet eine Gesamtheit alles Agenten eines bestimmten Typs innerhalb eines Modells. Diese kollektive Menge an Agenten haben gemeinsame Eigenschaften oder Verhaltenstype, agieren sowohl in einer gemeinsamen Umwelt als auch untereinander.
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@@ -193,6 +201,7 @@ Eine Population bezeichnet eine Gesamtheit alles Agenten eines bestimmten Typs i
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*Pflichtfelder für Berechnung
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## Folder
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Ein Folder ist ein strukturgebendes Element, welches die Organisation eines Modells vereinfacht. In einem Ordner können manuell ausgewählte Modellteile gesammelt, gruppiert und bewegt werden.
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@@ -14,7 +14,7 @@ Unter den Versionseinstellungen in der Sidebar findest du die Funktion "Veröffe
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| Notizen | Nur einsehbar in den Metadaten des Modells. Müssen eingetragen sein und min. 3 Zeichen lang sein, damit Modell veröffentlicht werden kann|
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## Veröffentlichen als Modellserver Endpunkt
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Der Urban Model Builder stellt einen Microserver dar. Die von dir oder anderen Usern erstellten Modelle werden zunächst lokal auf dem Server beim jeweiligen Client durchgeführt und berechnet. Wenn du dein Modell als Modellserver Endpunkt veröffentlichst, kann die Urban Model Plattform (UMP) als API daran anknüpfen. Bei weiterem Interesse findest du hier mehr Infos zur [UMP](https://citysciencelab.github.io/urban-model-platform/content/03-architecture/overview.html).
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Der Urban Model Builder stellt einen sogenannten Microserver dar. Die von dir oder anderen Usern erstellten Modelle werden zunächst lokal auf dem Server beim jeweiligen Client durchgeführt und berechnet. Wenn du dein Modell als Modellserver Endpunkt veröffentlichst, kann die Urban Model Plattform (UMP) als API daran anknüpfen. Bei weiterem Interesse findest du hier mehr Infos zur [UMP](https://citysciencelab.github.io/urban-model-platform/content/03-architecture/overview.html).
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Die Prüfung und Freigabe des Modells erfolgt durch einen Administrator nachdem du eine E-Mail an cut@hcu-hamburg.de gesendet hast. Nach kurzer Zeit, erhält du eine Bestätigungsmail, dass dein Modell nun durch die Schnittstelle der UMP auf unserem Server durchgeführt und berechnet werden kann. Dies bietet sich gerade bei komplexen Modellen an, die eine höhere Rechenkapazität erfordern.
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Wenn du dein veröffentlichtes Modell löscht, wird es von allen Servern entfernt - auch deine Anfrage zur Freigabe verfällt automatisch. Mit dem Löschen des veröffentlichten Modells ziehst du nicht bloß die Veröffentlichung zurück. Es taucht dann auch nicht mehr bei deinen Modellen zur weiteren Bearbeitung auf. Wenn du die Veröffentlichung zurückziehen möchtest, aber dein Modell weiterhin bearbeiten möchtest, erstelle einen Klon oder einen neuen Entwurf.
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Mit der Veröffentlichung deines Modells, stimmst du der Veröffentlichung unter der GPL-3.0 Lizenz zu. Weitere Infos zu der Lizenz findest du unter den [Nutzungsbedingungen](https://modelbuilder.comodeling.city/nutzungsbedingungen).
Simulationen bilden ein zentrales Werkzeug, um komplexe Systeme besser zu verstehen, Entscheidungen zu unterstützen und alternative Entwicklungen zu erkunden. Durch das schrittweise Durchlaufen von modellierten Prozessen lassen sich Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge, Zeitverläufe und kritische Parameter sichtbar machen. Das Durchführen von Simulationen ermöglicht es, verschiedene Szenarien durchzurechnen, Unsicherheiten zu analysieren und Hypothesen zu überprüfen.
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## Simulationsergebnisse
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Es gibt zwei Arten, wie die Ergebnisse geplottet werden:
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Time-Series
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- Verlaufsdiagramm zeigt die Entwicklung von Daten über die Zeit
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- Mouseover: spezifische Ergebnisanzeige
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- Filterung der Ergebnisse durch Ein-bzw. Ausschalten der Darstellung durch Klick auf die Legende
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Scatter-Plot
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- Verhalten und Zustandsänderungen werden georeferenziert auf einem Grid angezeigt
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- Mouseover: Ergebnisanzeige
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- Filterung der Ergebnisse durch Ein-bzw. Ausschalten der Darstellung durch Klick auf die Legende
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:::warning
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Die Simulation kann nur durchgeführt werden, wenn ein Outputparameter festgelegt wurde und es keine Logik- bzw. Syntaxfehler in der Modellstruktur gibt.
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:::
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## Validierung
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Wenn das Modell simuliert und technisch durchkalkuliert werden kann, solltest du dennoch immer selbst hinterfragen, ob das modellierte Systemverhalten inhaltlich korrekt sein kann und die Realität auf geeignete Weise abbildet.
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:::tip Prüfen
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Standardmäßig können bspw. die Werte von Stocks mathemathisch in den negativen Zahlenbereich gehen. Jedoch ergibt das bei einem Bevölkerungsbestand wenig Sinn.
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:::
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- Du kannst die Ergebnisse mit realen Mess- oder Statistikdaten abgleichen und somit einschätzen, ob die Verhältnissmäßigkeiten oder Größenordnungen stimmen könnten
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- Fachleute können beurteilen, ob das Modell und seine Ergebnisse pöausibel und fachlich korrekt sind
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- Du kannst auch historische Daten zur Validierung deines Modells heranziehen, um zu prüfen, ob die bekannte Entwicklung korrekt reproduzierbar ist
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- Du kannst die Sensitivität deines Modells überprüfen, indem du testet, wie stark kleine Änderungen von Parametern das Modellverhalten beeinflussen
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:::note Herausforderungen
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## Validierung
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Es ist gar nicht so leicht, das eigene Modell zu validieren! Entweder es gibt keine nutzbaren Realweltdaten, das Modell abstrahiert bewusst und lässt sich nur schwer vergleichen oder modelliertes soziales Verhalten ist besonders schwierig zu definieren.
Das Urban Model Builder ist ein Tool zur individuellen Modellierung von komplexen Systemen. Somit wird eine Vielzahl an persönlichen Annahmen getroffen, sowohl bezogen auf die übergeordnete Konzeption des Modells als auch bei den jeweiligen Werten und Funktionsbeschreibungen, die getroffen werden.
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Das Urban Model Builder ist ein Tool zur individuellen Modellierung von komplexen Systemen. Somit wird eine Vielzahl an persönlichen Annahmen getroffen, sowohl bezogen auf die übergeordnete Konzeption des Modells als auch bei den jeweiligen Werten und Funktionsbeschreibungen, die getroffen werden müssen.
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- Halte Annhamen explizit und nachvollziehbar fest
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- Begründe, warum du sie triffst und welche Alternativen denkbar wären
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- Überprüfe, ob sie unter neuen Erkenntnissen noch gültig sind
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:::tip Umgang mit Unsicherheiten
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Unsicherheiten gehören unvermeidbar zur Modellierung - sei es durch ungenaue Daten, variable Parameter oder unklare Zukunftsszenarien.
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- Gehe offen mit Unsicherheiten um
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- Nutze Szenarien und Validierungen, um Bandbreiten von Ergebnissen sichtbar zu machen
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- Simulationen sind keine Vorhersagen, sondern Hilfsmittel zur Orientierung
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