Stochastic Filtering

The stochastic filtering has been in general an estimation of indirectly observed states given observed data. This means that one is discussing conditional expected values as being one of the most accurate estimation, given the observations in the context of probability space. In my thesis, I have presented the theory of filtering using two different kind of observation process: the first one is a diffusion process which is discussed in the first chapter, while the third chapter introduces the latter which is a counting process. The majority of the fundamental results of the stochastic filtering is stated in form of interesting equations, such the unnormalized Zakai equation that leads to the Kushner-Stratonovich equation. The latter one which is known also by the normalized Zakai equation or equally by Fujisaki-Kallianpur-Kunita (FKK) equation, shows the divergence between the estimate using a diffusion process and a counting process. I have also introduced an example for the linear gaussian case, which is mainly the concept to build the so-called Kalman-Bucy filter. As the unnormalized and the normalized Zakai equations are in terms of the conditional distribution, a density of these distributions will be developed through these equations and stated by Kushner Theorem. However, Kushner Theorem has a form of a stochastic partial differential equation that needs to be verify in the sense of the existence and uniqueness of its solution, which is covered in the second chapter.

Interculturality in Theory and Practice in the Master's Programme of Intercultural Bilingual Education in Bolivia

Tämän tutkielman aiheena on kulttuurienvälisyys kulttuurienvälisessä kaksikielisessä opetuksessa (Educación Intercultural Bilingüe, EIB) Boliviassa ja erityisesti kulttuurienvälisen kaksikielisen koulutuksen maisteriohjelmassa (Maestría en Educación Intercultural Bilingüe), jota koordinoi PROEIB Andes -järjestö yhteistyössä Cochabamban Universidad Mayor de San Simónin kanssa. Tutkielman tarkoituksena on selvittää, miten kulttuurienvälisyys määritellään ja mitä se käytännössä merkitsee opetuksen eri osa-alueilla: sisällöissä, opetusmetodeissa ja -materiaaleissa sekä arvioinnissa. Koska kulttuurienvälisen kaksikielisen opetuksen toteutus ja tutkiminen eri Latinalaisen Amerikan maissa on tähän asti painottunut lähes yksinomaan perusopetukseen, pyrin työssäni keskittymään kulttuurienvälisyyden ilmentymiin nimenomaan bolivialaisessa korkeakoulukontekstissa. Tutkielman aineistona on käytetty kahdeksaa EIB -asiantuntijoiden teemahaastattelua, jotka FM Eila Isotalus on tehnyt Boliviassa vuonna 2004. Haastatteluaineisto analysoitiin teoriasidonnaista eli abduktiivista sisällönanalyysiä käyttäen. Tutkielman teoriatausta koostuu yhtäältä kulttuurienvälisyyteen ja monikulttuurisuuteen liittyvien käsitteiden määrittelystä, ja toisaalta kulttuurienväliseen opetukseen liittyvien mallien esittelystä. Aineiston analyysissä avuksi on ollut etenkin James A. Banksin teoria monikulttuurisen opetuksen viidestä ulottuvuudesta, joiden kautta on voitu pohtia kulttuurienvälisyyden toteutumista opetuksen eri osa-alueilla ja nostaa esille bolivialaisen kulttuurienvälisen opetuksen erityispiirteitä. Aineiston analyysissä ilmenee, että kulttuurienvälisyyden käsitteen määrittely on vahvasti kontekstisidonnainen ja jatkuva prosessi, johon vaikuttavat eri toimijoiden näkemykset ja vaatimukset. EIB -asiantuntijoiden esittämät määrittelyt voidaan jakaa makro- ja mikrososiaaliseen kategoriaan sen mukaan, nähdäänkö kulttuurienvälisyys ensisijaisesti yhteiskunnallisena vai yksilötason käsitteenä. Aineistossa korostuu ajatus latinalaisamerikkalaisesta kulttuurienvälisyydestä poliittisena käsitteenä, jonka keskiössä on vaatimus yhteiskunnallisten valtasuhteiden muutoksesta. Yksi suurimmista haasteista kulttuurienvälisyyden toteuttamisessa bolivialaisessa korkeakouluopetuksessa ovat akateemiseen kulttuuriin liittyvät perinteet, jotka vaikeuttavat uusien toimintatapojen omaksumista. Kulttuurienvälisyys opetuksessa on toistaiseksi tarkoittanut etupäässä sisältöjen monipuolistamista lisäämällä opetusohjelmiin elementtejä paikallisista kulttuureista. Tärkeänä askeleena EIB:n kehityksessä voidaan pitää painopisteen siirtymistä sisältökysymyksistä kulttuurienvälisten opetusmetodien luomiseen. Näiden opetusmenetelmien tulisi pohjautua ymmärrykseen oppimisesta kokonaisvaltaisena, yhteisöllisenä prosessina ja siten kuroa umpeen kuilua koulun ja yhteisöjen arkielämän välillä. Opetusmenetelmien ja -materiaalien suhteen keskeinen kulttuurienvälisyyteen liittyvä kysymys on intiaanikansojen suullisen kulttuurin ja tiedon jakamisen perinteiden hyödyntäminen opetuksessa. Maisteriohjelman opiskelijoiden arvioinnissa pyritään huomioimaan yksilön kokonaisvaltainen kehitys pelkkien opintosuoritusten sijasta, mutta arvosanoihin pohjautuvasta arvostelukäytännöstä ei ole toistaiseksi voitu luopua yliopiston vaatimusten vuoksi. Kaiken kaikkiaan kulttuurienvälisyyden toteuttaminen EIB:ssä ja maisteriohjelmassa on pitkän tähtäimen prosessi, joka vaatii perinteisten opetuskäytäntöjen kyseenalaistamista ja korkeakouluopetuksessa myös akateemisen kulttuurin haastamista. On oleellisen tärkeää, että prosessiin osallistuvat asiantuntijoiden ohella myös esimerkiksi opiskelijat, intiaaniyhteisöt ja -järjestöaktiivit.

Inverse problem for the wave equation : partial data and novel boundary sources

An inverse problem for the wave equation is a mathematical formulation of the problem to convert measurements of sound waves to information about the wave speed governing the propagation of the waves. This doctoral thesis extends the theory on the inverse problems for the wave equation in cases with partial measurement data and also considers detection of discontinuous interfaces in the wave speed. A possible application of the theory is obstetric sonography in which ultrasound measurements are transformed into an image of the fetus in its mother's uterus. The wave speed inside the body can not be directly observed but sound waves can be produced outside the body and their echoes from the body can be recorded. The present work contains five research articles. In the first and the fifth articles we show that it is possible to determine the wave speed uniquely by using far apart sound sources and receivers. This extends a previously known result which requires the sound waves to be produced and recorded in the same place. Our result is motivated by a possible application to reflection seismology which seeks to create an image of the Earth s crust from recording of echoes stimulated for example by explosions. For this purpose, the receivers can not typically lie near the powerful sound sources. In the second article we present a sound source that allows us to recover many essential features of the wave speed from the echo produced by the source. Moreover, these features are known to determine the wave speed under certain geometric assumptions. Previously known results permitted the same features to be recovered only by sequential measurement of echoes produced by multiple different sources. The reduced number of measurements could increase the number possible applications of acoustic probing. In the third and fourth articles we develop an acoustic probing method to locate discontinuous interfaces in the wave speed. These interfaces typically correspond to interfaces between different materials and their locations are of interest in many applications. There are many previous approaches to this problem but none of them exploits sound sources varying freely in time. Our use of more variable sources could allow more robust implementation of the probing.