Inversion and assimilation methods with applications in geophysical remote sensing

Stratospheric ozone can be measured accurately using a limb scatter remote sensing technique at the UV-visible spectral region of solar light. The advantages of this technique includes a good vertical resolution and a good daytime coverage of the measurements. In addition to ozone, UV-visible limb scatter measurements contain information about NO2, NO3, OClO, BrO and aerosols. There are currently several satellite instruments continuously scanning the atmosphere and measuring the UVvisible region of the spectrum, e.g., the Optical Spectrograph and Infrared Imager System (OSIRIS) launched on the Odin satellite in February 2001, and the Scanning Imaging Absorption SpectroMeter for Atmospheric CartograpHY (SCIAMACHY) launched on Envisat in March 2002. Envisat also carries the Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars (GOMOS) instrument, which also measures limb-scattered sunlight under bright limb occultation conditions. These conditions occur during daytime occultation measurements. The global coverage of the satellite measurements is far better than any other ozone measurement technique, but still the measurements are sparse in the spatial domain. Measurements are also repeated relatively rarely over a certain area, and the composition of the Earth’s atmosphere changes dynamically. Assimilation methods are therefore needed in order to combine the information of the measurements with the atmospheric model. In recent years, the focus of assimilation algorithm research has turned towards filtering methods. The traditional Extended Kalman filter (EKF) method takes into account not only the uncertainty of the measurements, but also the uncertainty of the evolution model of the system. However, the computational cost of full blown EKF increases rapidly as the number of the model parameters increases. Therefore the EKF method cannot be applied directly to the stratospheric ozone assimilation problem. The work in this thesis is devoted to the development of inversion methods for satellite instruments and the development of assimilation methods used with atmospheric models.

Mobile technology, gender and development in Africa, India and Bangladesh

Presenting

Shapes and sizes : body image, body dissatisfaction and disordered eating in relation to gender and gender identity

Syftet med denna avhandling var att empiriskt undersöka kroppsbild, kroppsmissnöje och ätstörningssymptom hos vuxna i relation till kön och könsidentitet. Även sexuell kroppsbild studerades. Data samlades in via en populationsbaserad frågeformulärsstudie (11,468 deltagare) samt en intervjustudie med 20 transpersoner. Kvinnor rapporterade mer kroppsmissnöje och ätstörningssymptom än män. Till exempel uppgav mer än hälften av kvinnorna och en tredjedel av männen att de uppfattade sig som mindre attraktiva än de önskade att de var. Mer än hälften av kvinnorna och en tredjedel av männen uppgav sig banta, och självframkallade kräkningar rapporterades av var tionde kvinna och var hundrade man. Könsidentitetskonflikt var associerat med högre nivåer av kroppsnöje och ätstörningssymptom. Majoriteten av de intervjuade transpersonerna rapporterade omfattande missnöje med sina kroppar, särskilt gällande sexuell kroppsbild, samt ätstörningssymptom. Könskorrigering uppgavs i huvudsak lindra kroppsmissnöje och ätstörningssymptom. Vårdpersonal bör vara medveten om att kroppsmissnöje och ätstörningssymptom berör både vuxna kvinnor och män. Missnöje med de sexuella delarna av kroppen förefaller vara relativt vanligt bland vuxna och bör inte förbises. Vårdpersonal som arbetar med transpersoner bör vara medvetna om hur djupt och omfattande dessa personers kroppsmissnöje kan vara, samt uppmärksamma en eventuellt förhöjd risk för ätstörningssymptom. Det är även värt att notera att könskorrigering kan lindra kroppsmissnöje och ätstörningssymptom hos transpersoner.

Transforming Bodies, Wandering Desires. Intra-actions of Gender and Sexuality in Non-heterosexual Transgender Embodiment

Pro gradu -tutkielmani käsittelee sukupuolen ja seksuaalisuuden keskinäisiä intraaktiivisia vuorovaikutussuhteita elettyjen, ei-heteroseksuaalisten transsukupuolisten ruumiiden kokemuksissa. Tutkielmani haastaa sukupuolen ja seksuaalisuuden pysyvyyden käsityksiä sekä niihin liittyviä yhteiskunnallisia normeja kuvaten tapoja, joilla seksuaalisuuden ja sukupuolen kokeminen ja käytännöt liikkuvat, kehittyvät ja vuorovaikuttavat eletyissä transsukupuolisuuden ruumiillistumissa. Haastattelen kuutta suomalaista, syntymässä naiseksi määriteltyä transsukupuolista henkilöä liittyen heidän kokemuksiinsa sukupuolesta, seksuaalisuudesta ja näiden muutoksista heidän tähänastisen elämänsä aikana. Tarkastelen nauhoitettuja ja litteroituja haastattelutekstejä transtutkimusta, queer-teoriaa ja feminististä uusmaterialistista filosofiaa yhdistävän teoreettisen kehyksen kautta keskittyen siihen, miten sukupuoli ja seksuaalisuus vaikuttavat toistensa kehitykseen, muutokseen ja materialisoitumiseen eri elämänvaiheissa ja tilanteissa. Erityisen tärkeiksi teoreettisiksi vaikuttajiksi tutkielmassani muodostuvat Judith Butlerin Gender Trouble (2006 [1990]) -teoksessaan hahmottelema performatiivisen sukupuolen teoria, Sara Ahmedin analyysi teoksessa Queer Phenomenology. Orientations, Objects, Others (2006) ja Karen Baradin teoksessa Meeting the Universe Halfway. Quantum Physics and the Entanglement of Matter and Meaning (2007) teoretisoima toimijuudellinen realismi. Päästäkseni kiinni sukupuolen ja seksuaalisuuden yhtymäkohtiin erittelen ensin niitä ominaisuuksia ja kokemuksia, jotka näyttäytyvät haastatteluteksteissäni oleellisina seksuaalisuuden ja sukupuolen kannalta. Tarkastelen seksuaalisuutta suuntautumisen, halun ja seksuaalisten käytäntöjen näkökulmasta: vaikka nämä seksuaalisuuden aspektit ovat kiinteästi kytköksissä toisiinsa, niitä ei voi kokonaan palauttaa toisiinsa. Sukupuolta käsittelen performatiivisuuden näkökulmasta painottaen transsukupuolisiin ruumiisiin ja niiden materiaalisuuteen liittyviä erityispiirteitä. Sukupuolen ja seksuaalisuuden suhteita toisiinsa tarkastelen sekä sellaisissa tilanteissa, joissa niitä on vaikea erottaa toisistaan, että sellaisissa, joissa niiden voidaan nähdä tuottavan toinentoisiaan. Tutkielmallani on etnografisia, filosofisia ja poliittisia ulottuvuuksia. Yhtäältä tahdon kuvata ja analysoida elettyjä transsukupuolisia kokemuksia ja tuottaa tietoa vähän tutkitun ihmisryhmän todellisuudesta. Toisaalta osallistun sukupuolifilosofiseen keskusteluun ruumiillisuudesta ja sukupuolen ja seksuaalisuuden olemuksesta. Lähestyn tutkimusprosessiani niin sanotusta transgender standpoint -näkökulmasta; kirjoitan transsukupuolisena ruumiina, transsukupuolisia ruumiita koskien, pyrkimyksenäni edistää elävien transsukupuolisten ruumiiden asemaa, toimijuutta ja näkyvyyttä yhteiskunnassa.

The estimation of tuberculosis transmission parameters using ABC and MCMC methods

The aim of this work is to apply approximate Bayesian computation in combination with Marcov chain Monte Carlo methods in order to estimate the parameters of tuberculosis transmission. The methods are applied to San Francisco data and the results are compared with the outcomes of previous works. Moreover, a methodological idea with the aim to reduce computational time is also described. Despite the fact that this approach is proved to work in an appropriate way, further analysis is needed to understand and test its behaviour in different cases. Some related suggestions to its further enhancement are described in the corresponding chapter.

Advanced analysis and design methods for preparative chromatographic separation processes

Preparative liquid chromatography is one of the most selective separation techniques in the fine chemical, pharmaceutical, and food industries. Several process concepts have been developed and applied for improving the performance of classical batch chromatography. The most powerful approaches include various single-column recycling schemes, counter-current and cross-current multi-column setups, and hybrid processes where chromatography is coupled with other unit operations such as crystallization, chemical reactor, and/or solvent removal unit. To fully utilize the potential of stand-alone and integrated chromatographic processes, efficient methods for selecting the best process alternative as well as optimal operating conditions are needed. In this thesis, a unified method is developed for analysis and design of the following singlecolumn fixed bed processes and corresponding cross-current schemes: (1) batch chromatography, (2) batch chromatography with an integrated solvent removal unit, (3) mixed-recycle steady state recycling chromatography (SSR), and (4) mixed-recycle steady state recycling chromatography with solvent removal from fresh feed, recycle fraction, or column feed (SSR–SR). The method is based on the equilibrium theory of chromatography with an assumption of negligible mass transfer resistance and axial dispersion. The design criteria are given in general, dimensionless form that is formally analogous to that applied widely in the so called triangle theory of counter-current multi-column chromatography. Analytical design equations are derived for binary systems that follow competitive Langmuir adsorption isotherm model. For this purpose, the existing analytic solution of the ideal model of chromatography for binary Langmuir mixtures is completed by deriving missing explicit equations for the height and location of the pure first component shock in the case of a small feed pulse. It is thus shown that the entire chromatographic cycle at the column outlet can be expressed in closed-form. The developed design method allows predicting the feasible range of operating parameters that lead to desired product purities. It can be applied for the calculation of first estimates of optimal operating conditions, the analysis of process robustness, and the early-stage evaluation of different process alternatives. The design method is utilized to analyse the possibility to enhance the performance of conventional SSR chromatography by integrating it with a solvent removal unit. It is shown that the amount of fresh feed processed during a chromatographic cycle and thus the productivity of SSR process can be improved by removing solvent. The maximum solvent removal capacity depends on the location of the solvent removal unit and the physical solvent removal constraints, such as solubility, viscosity, and/or osmotic pressure limits. Usually, the most flexible option is to remove solvent from the column feed. Applicability of the equilibrium design for real, non-ideal separation problems is evaluated by means of numerical simulations. Due to assumption of infinite column efficiency, the developed design method is most applicable for high performance systems where thermodynamic effects are predominant, while significant deviations are observed under highly non-ideal conditions. The findings based on the equilibrium theory are applied to develop a shortcut approach for the design of chromatographic separation processes under strongly non-ideal conditions with significant dispersive effects. The method is based on a simple procedure applied to a single conventional chromatogram. Applicability of the approach for the design of batch and counter-current simulated moving bed processes is evaluated with case studies. It is shown that the shortcut approach works the better the higher the column efficiency and the lower the purity constraints are.

Novel control, haptic and calibration methods for teleoperated electrohydraulic servo systems

The aim of this thesis is to propose a novel control method for teleoperated electrohydraulic servo systems that implements a reliable haptic sense between the human and manipulator interaction, and an ideal position control between the manipulator and the task environment interaction. The proposed method has the characteristics of a universal technique independent of the actual control algorithm and it can be applied with other suitable control methods as a real-time control strategy. The motivation to develop this control method is the necessity for a reliable real-time controller for teleoperated electrohydraulic servo systems that provides highly accurate position control based on joystick inputs with haptic capabilities. The contribution of the research is that the proposed control method combines a directed random search method and a real-time simulation to develop an intelligent controller in which each generation of parameters is tested on-line by the real-time simulator before being applied to the real process. The controller was evaluated on a hydraulic position servo system. The simulator of the hydraulic system was built based on Markov chain Monte Carlo (MCMC) method. A Particle Swarm Optimization algorithm combined with the foraging behavior of E. coli bacteria was utilized as the directed random search engine. The control strategy allows the operator to be plugged into the work environment dynamically and kinetically. This helps to ensure the system has haptic sense with high stability, without abstracting away the dynamics of the hydraulic system. The new control algorithm provides asymptotically exact tracking of both, the position and the contact force. In addition, this research proposes a novel method for re-calibration of multi-axis force/torque sensors. The method makes several improvements to traditional methods. It can be used without dismantling the sensor from its application and it requires smaller number of standard loads for calibration. It is also more cost efficient and faster in comparison to traditional calibration methods. The proposed method was developed in response to re-calibration issues with the force sensors utilized in teleoperated systems. The new approach aimed to avoid dismantling of the sensors from their applications for applying calibration. A major complication with many manipulators is the difficulty accessing them when they operate inside a non-accessible environment; especially if those environments are harsh; such as in radioactive areas. The proposed technique is based on design of experiment methodology. It has been successfully applied to different force/torque sensors and this research presents experimental validation of use of the calibration method with one of the force sensors which method has been applied to.

Observations on Software Testing Practice

This thesis investigates factors that affect software testing practice. The thesis consists of empirical studies, in which the affecting factors were analyzed and interpreted using quantitative and qualitative methods. First, the Delphi method was used to specify the scope of the thesis. Secondly, for the quantitative analysis 40industry experts from 30 organizational units (OUs) were interviewed. The survey method was used to explore factors that affect software testing practice. Conclusions were derived using correlation and regression analysis. Thirdly, from these 30 OUs, five were further selected for an in-depth case study. The data was collected through 41 semi-structured interviews. The affecting factors and their relationships were interpreted with qualitative analysis using grounded theory as the research method. The practice of software testing was analyzed from the process improvement and knowledge management viewpoints. The qualitative and quantitativeresults were triangulated to increase the validity of the thesis. Results suggested that testing ought to be adjusted according to the business orientation of the OU; the business orientation affects the testing organization and knowledge management strategy, and the business orientation andthe knowledge management strategy affect outsourcing. As a special case, the complex relationship between testing schedules and knowledge transfer is discussed. The results of this thesis can be used in improvingtesting processes and knowledge management in software testing.

Factors Related to Study Success at Lappeenranta University of Technology

Tutkimuksen avulla selvitettiin opintomenestykseen liittyviä tekijöitä Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa (LTKK). Tutkimus liittyi opetuksen ja oppimisen kehitystyöhön tuotantotalouden osastolla. Tutkimuksen viitekehyksen muodosti oppimistuloksia selittävä malli, joka on laadittu Tynjälän (1999) kokoaman mallin perusteella. Tutkimuksen perusjoukko muodostui LTKK:n läsnä olevista perusopiskelijoista lukuun ottamatta jatko- ja vaihto-opiskelijoita. Opiskelijat jaettiin ositetulla otannalla ryhmiin, joissa suoritettiin yksinkertainen satunnaisotanta. Otoskoko oli 645 opiskelijaa. Tiedonkeruumenetelmänä oli Internet-kysely. Aineisto analysoitiin useiden kvantitatiivisten ja kvalitatiivisten menetelmien avulla. Tutkimuksen tuloksia voidaan pitää luotettavina ja tutkimuksen avulla saatiin tärkeää ja hyödyllistä tietoa opintomenestyksestä ja oppimisprosesseista. Tulosten perusteella merkittävimmät oppimistuloksiin positiivisesti liittyvät tekijät ovat syväsuuntautunut opiskelustrategia ja luottaminen omiin kykyihin, ja negatiiviset tekijät ovat oppimisen itsesäätelyn puute, omien kykyjen epäily ja pintasuuntautunut opiskelustrategia. Merkitysorientoituneet, itsesäätelykykyiset opiskelijat menestyivät LTKK:ssa parhaiten.

Families in the Shadow of Cancer

The aims of this study were 1) to clarify the factors associated with family functioning in cancer patient’s families with dependant children, 2) to examine children’ mental health when they are exposed to parental cancer, 3) to explore the subjective experience of having cancer during pregnancy, and finally, 4) to describe the implementation of a childcentred family intervention for cancer patients’ families with dependant children in an adult oncology setting. The study groups were collected between May 1st 2002 and April 30th 2004. They consisted of one European group collected from six different countries (N = 381) and two Finnish clinical groups (N = 85 and N = 2). The first Finnish clinical group of 85 cancer patient families with dependant children included a sub-sample of 54 families with children aged 11-17 years. The second Finnish clinical group consisted of two pregnant cancer patients. Additionally, a control group (N = 59) consisting of a sub-sample of 49 families with children aged 11-17 years was used. Quantitative methods (FAD, BDI, YSR, SOC, SF-8) and qualitative methods (observation, interviews, diaries, videotapes) were used exclusively and/or in combination. The results can be summarised as follows: 1) cancer “per se “ did not impair family functioning, children’s mental health, early interaction between ill mothers and their infant, 2) maternal depression or the ill parent’s depression were significantly associated with impairment in family functioning, 3) the individual’s good sense of coherence was associated with improvement in family functioning, and 4) a child-centred family intervention, which aims to give space for elaborating on cancer in the family, validates the sense of coherence and children’s feelings, and promotes open communication was welcomed. It is important to note that in the European study group, the prevalence of depression was 35 % (BDI > 16) among ill mothers, and 28% among healthy mothers, 28% among ill fathers, and 13% among healthy fathers. Early screening and effective treatment of depression in cancer patients and their partners is of paramount importance for the mental health of children and the well-being of the family. Pregnant cancer patients are in need of psychosocial support.

Hankintaosaaminen Päijät-Hämeen sosiaali- ja terveydenhuollon kuntayhtymässä

Pro gradu -tutkielman tarkoituksena on tutkia Päijät-Hämeen sosiaali- ja terveydenhuollon kuntayhtymän hankintojen roolia ja asemaa koko organisaatiossa ja sen muodostamia tavoitteita ja haasteita hankinta-asiantuntijuudelle. Tutkielman avulla pyritään selvittämään, millaisista elementeistä organisaation hankinta-asiantuntijuus muodostuu ja millaiset tekijät vaikuttavat organisaation hankinta-asiantuntijuustarpeisiin. Tutkielma ottaa kantaa hankintojen roolituksista kumpuaviin asiantuntijuuden kehittämistarpeisiin. Tutkielma on luonteeltaan kvantitatiivisia sekä kvalitatiivisia menetelmiä yhdistelevä case-tutkimus. Pyrkimyksenä on kartoittaa kuntayhtymälle ehdotelma hankinta-asiantuntijuuden kehittämisestä haastattelujen ja kyselyn avulla sekä kirjallisuuteen perehtyen. Teorian pohjalta pystyttiin muodostamaan hankintapäällikölle, hankintasihteereille sekä OTO -ostajille osaamisprofiilit, joihin peilattiin tämän hetkistä osaamistasoa. Tutkimustulokset osoittivat, että hankinta-asiantuntijuus case -organisaatiossa on tällä hetkellä hyvällä tasolla. Hankintaprofiilista riippumatta kehittämistä kaivattiin Liiketoimintastrategian, Suomen hankintalainsäädännön, Sopimusoikeuden sekä Hankintaprosessin suhteen.

Hankintajärjestelmän kehittäminen projektiliiketoiminnassa

Diplomityön tavoitteena oli tutkia millaisia vaatimuksia toimitusketjun yrityksen sisäisen osan toiminta ja tuotokset asettavat yrityksessä käytössä oleville tietojärjestelmille ja työprosesseille. Tarkoituksena oli myös rakentaa kehitysehdotus siitä, kuinka hankintatoimen osa-alueita järjestelmänäkökulmasta tulisi kehittää. Työn tutkimusote oli kvalitatiivinen ja konstruktiivinen. Työn teoriaosuudessa tarkasteltiin projektiliiketoimintaa ja hankintatoimea, joiden avulla oli tarkoitus luoda pohja empiriaosuuden käsittelylle. Lisäksi teoriassa tarkasteltiin hankintajärjestelmien kehittymistä ja nykyisiä kehityssuuntauksia, sekä tuotetiedonhallintaa ja sen osa-alueita. Aluksi kartoitettiin yrityksen tämänhetkiset ongelmakohdat suunnittelu-hankinta-toimitusvalvonta -rajapinnoilla, jonka jälkeen kuvattiin tavoitetilanne. Rajapintojen katkokset vaikuttivat pitkälle seuraaviin työvaiheisiin, mikä saataisiin ratkaistua automatisoinnilla. Työssä esitettiin myös kehityssuunnitelma ja sen eri osa-alueet nykyiselle järjestelmälle. Lisäksi aiheesta esitettiin syventäviä jatkotutkimuskohteita.