Spatial modeling techniques for mapping and characterization of acid sulfate soils

Acid sulfate (a.s.) soils constitute a major environmental issue. Severe ecological damage results from the considerable amounts of acidity and metals leached by these soils in the recipient watercourses. As even small hot spots may affect large areas of coastal waters, mapping represents a fundamental step in the management and mitigation of a.s. soil environmental risks (i.e. to target strategic areas). Traditional mapping in the field is time-consuming and therefore expensive. Additional more cost-effective techniques have, thus, to be developed in order to narrow down and define in detail the areas of interest. The primary aim of this thesis was to assess different spatial modeling techniques for a.s. soil mapping, and the characterization of soil properties relevant for a.s. soil environmental risk management, using all available data: soil and water samples, as well as datalayers (e.g. geological and geophysical). Different spatial modeling techniques were applied at catchment or regional scale. Two artificial neural networks were assessed on the Sirppujoki River catchment (c. 440 km2) located in southwestern Finland, while fuzzy logic was assessed on several areas along the Finnish coast. Quaternary geology, aerogeophysics and slope data (derived from a digital elevation model) were utilized as evidential datalayers. The methods also required the use of point datasets (i.e. soil profiles corresponding to known a.s. or non-a.s. soil occurrences) for training and/or validation within the modeling processes. Applying these methods, various maps were generated: probability maps for a.s. soil occurrence, as well as predictive maps for different soil properties (sulfur content, organic matter content and critical sulfide depth). The two assessed artificial neural networks (ANNs) demonstrated good classification abilities for a.s. soil probability mapping at catchment scale. Slightly better results were achieved using a Radial Basis Function (RBF) -based ANN than a Radial Basis Functional Link Net (RBFLN) method, narrowing down more accurately the most probable areas for a.s. soil occurrence and defining more properly the least probable areas. The RBF-based ANN also demonstrated promising results for the characterization of different soil properties in the most probable a.s. soil areas at catchment scale. Since a.s. soil areas constitute highly productive lands for agricultural purpose, the combination of a probability map with more specific soil property predictive maps offers a valuable toolset to more precisely target strategic areas for subsequent environmental risk management. Notably, the use of laser scanning (i.e. Light Detection And Ranging, LiDAR) data enabled a more precise definition of a.s. soil probability areas, as well as the soil property modeling classes for sulfur content and the critical sulfide depth. Given suitable training/validation points, ANNs can be trained to yield a more precise modeling of the occurrence of a.s. soils and their properties. By contrast, fuzzy logic represents a simple, fast and objective alternative to carry out preliminary surveys, at catchment or regional scale, in areas offering a limited amount of data. This method enables delimiting and prioritizing the most probable areas for a.s soil occurrence, which can be particularly useful in the field. Being easily transferable from area to area, fuzzy logic modeling can be carried out at regional scale. Mapping at this scale would be extremely time-consuming through manual assessment. The use of spatial modeling techniques enables the creation of valid and comparable maps, which represents an important development within the a.s. soil mapping process. The a.s. soil mapping was also assessed using water chemistry data for 24 different catchments along the Finnish coast (in all, covering c. 21,300 km2) which were mapped with different methods (i.e. conventional mapping, fuzzy logic and an artificial neural network). Two a.s. soil related indicators measured in the river water (sulfate content and sulfate/chloride ratio) were compared to the extent of the most probable areas for a.s. soils in the surveyed catchments. High sulfate contents and sulfate/chloride ratios measured in most of the rivers demonstrated the presence of a.s. soils in the corresponding catchments. The calculated extent of the most probable a.s. soil areas is supported by independent data on water chemistry, suggesting that the a.s. soil probability maps created with different methods are reliable and comparable.

Distribution and role of macrophytes in coastal lagoons : implications of critical shifts

Crossroads, crucibles and refuges are three words that may describe natural coastal lagoon environments. The words refer to the complex mix of marine and terrestrial influences, prolonged dilution due to the semi-enclosed nature and the function of a habitat for highly diverse plant and animal communities, some of which are endangered. To attain a realistic picture of the present situation, high vulnerability to anthropogenic impact should be added to the description. As the sea floor in coastal lagoons is usually entirely photic, macrophyte primary production is accentuated compared with open sea environments. There is, however, a lack of proper knowledge on the importance of vegetation for the general functioning of coastal lagoon ecosystems. The aim of this thesis is to assess the role of macrophyte diversity, cover and species identity over temporal and spatial scales for lagoon functions, and to determine which steering factors primarily restrict the qualitative and quantitative composition of vegetation in coastal lagoons. The results are linked to patterns of related trophic levels and the indicative potential of vegetation for assessment of general conditions in coastal lagoons is evaluated. This thesis includes five field studies conducted in flads and glo-flads in the brackish water northern Baltic Sea. Flads and glo-flads are defined as a Baltic variety of coastal lagoons, which due to an inlet threshold and post-glacial landuplift slowly will be isolated from the open sea. This process shrinks inlet size, increases exposure and water retention, and is called habitat isolation. The studied coastal lagoons are situated in the archipelago areas of the eastern coast of Sweden, the Åland Islands and the south-west mainland of Finland, where land-uplift amounts to ca. 5 mm/ per year. Out of 400 evaluated sites, a total of 70 lagoons varying in inlet size, archipelago position and anthropogenic influence to cover for essential environmental variation were chosen for further inventory. Vegetation composition, cover and richness were measured together with several hydrographic and morphometric variables in the lagoons both seasonally and inter-annually to cover for general regional, local and temporal patterns influencing lagoon and vegetation development. On smaller species-level scale, the effects of macrophyte species identity and richness for the fish habitat function were studied by examining the influence of plant interaction on juvenile fish diversity. Thus, the active election of plant monoand polycultures by fish and the diversity of fish in the respective culture were examined and related to plant height and water depth. The lagoons and vegetation composition were found to experience a regime shift initiated by increased habitat isolation along with land-uplift. Vegetation composition altered, richness decreased and cover increased forming a less isolated and more isolated regime, named the vascular plant regime and charophyte regime, respectively according to the dominant vegetation. As total phosphorus in the water, turbidity and the impact of regional influences decreased in parallel, the dominance of charophytes and increasing cover seemed to buffer and stabilize conditions in the charophyte regime and indicated an increased functional role of vegetation for the lagoon ecosystem. The regime pattern was unaffected by geographical differences, while strong anthropogenic impact seemed to distort the pattern due to loss of especially Chara tomentosa L. in the charophyte regime. The regimes were further found unperturbed by short-time temporal fluctuations. In fact the seasonal and inter-annual dynamics reinforced the functional difference between the regimes by the increasing role of vegetation along habitat isolation and the resemblance to lake environments for the charophyte regime. For instance, greater total phosphorus and chlorophyll a concentrations in the water in the beginning of the season in the charophyte regime compared with the vascular plant regime presented a steeper reduction to even lower values than in the vascular plant regime along the season. Despite a regional importance and positive relationship of macrophyte diversity in relation to trophic diversity, species identity was underlined in the results of this thesis, especially with decreasing spatial scale. This result was supported partly by the increased role of charophytes in the functioning of the charophyte regime, but even more explicitly by the species-specific preference of juvenile fish for tall macrophyte monocultures. On a smaller species-level scale, tall plant species in monoculture seemed to be able to increase their length, indicating that negative selection forms preferred habitat structures, which increase fish diversity. This negative relationship between plant and fish diversity suggest a shift in diversity patterns among trohic levels on smaller scale. Thus, as diversity patterns seem complex and diverge among spatial scales, it might be ambiguous to extend the understanding of diversity relationships from one trophic level to the other. All together, the regime shift described here presents similarities to the regime development in marine lagoon environments and shallow lakes subjected to nutrient enrichment. However, due to nutrient buffering by vegetation with increased isolation and water retention as a consequence of the inlet threshold, the development seems opposite to the course along an eutrophication gradient described in marine lagoons lacking an inlet threshold, where the role of vegetation decreases. Thus, the results imply devastating consequences of inlet dredging (decreasing isolation) in terms of vegetation loss and nutrient release, and call for increased conservational supervision. Especially the red listed charophytes would suffer negatively from such interference and the consequences are likely to also deteriorate juvenile fish production. The fact that a new species to Finland, Chara connivens Salzm. Ex. Braun 1835 was discovered during this study further indicates a potential of the lagoons serving as refuges for rare species.

Asleep or not asleep? Evaluation of the Quality of Patients’ Sleep in Critical Care Nursing

Sleep is important for the recovery of a critically ill patient, as lack of sleep is known to influence negatively a person’s cardiovascular system, mood, orientation, and metabolic and immune function and thus, it may prolong patients’ intensive care unit (ICU) and hospital stay. Intubated and mechanically ventilated patients suffer from fragmented and light sleep. However, it is not known well how non-intubated patients sleep. The evaluation of the patients’ sleep may be compromised by their fatigue and still position with no indication if they are asleep or not. The purpose of this study was to evaluate ICU patients’ sleep evaluation methods, the quality of non-intubated patients’ sleep, and the sleep evaluations performed by ICU nurses. The aims were to develop recommendations of patients’ sleep evaluation for ICU nurses and to provide a description of the quality of non-intubated patients’ sleep. The literature review of ICU patients’ sleep evaluation methods was extended to the end of 2014. The evaluation of the quality of patients’ sleep was conducted with four data: A) the nurses’ narrative documentations of the quality of patients’ sleep (n=114), B) the nurses’ sleep evaluations (n=21) with a structured observation instrument C) the patients’ self-evaluations (n=114) with the Richards-Campbell Sleep Questionnaire, and D) polysomnographic evaluations of the quality of patients’ sleep (n=21). The correspondence of data A with data C (collected 4–8/2011), and data B with data D (collected 5–8/2009) were analysed. Content analysis was used for the nurses’ documentations and statistical analyses for all the other data. The quality of non-intubated patients’ sleep varied between individuals. In many patients, sleep was light, awakenings were frequent, and the amount of sleep was insufficient as compared to sleep in healthy people. However, some patients were able to sleep well. The patients evaluated the quality of their sleep on average neither high nor low. Sleep depth was evaluated to be the worst and the speed of falling asleep the best aspect of sleep, on a scale 0 (poor sleep) to 100 (good sleep). Nursing care was mostly performed while the patients were awake, and thus the disturbing effect was low. The instruments available for nurses to evaluate the quality of patients’ sleep were limited and measured mainly the quantity of sleep. Nurses’ structured observatory evaluations of the quality of patients’ sleep were correct for approximately two thirds of the cases, and only regarding total sleep time. Nurses’ narrative documentations of the patients’ sleep corresponded with patients’ self-evaluations in just over half of the cases. However, nurses documented several dimensions of sleep that are not included in the present sleep evaluation instruments. They could be classified according to the components of the nursing process: needs assessment, sleep assessment, intervention, and effect of intervention. Valid, more comprehensive sleep evaluation methods for nurses are needed to evaluate, document, improve and study patients’ quality of sleep.

Phosphorus content of ditch sediments as indicator of critical source areas

Selostus : Kilpailukykyinen menetelmä pistemäisten fosforikuormitusalueiden paikantamiseen

Vendor Managed Inventory: the Critical Success Factors from the Manufacturer Point of View

Yritykset ovat pakotettuja erilaisiin yhteistyömuotoihin pärjätäkseen kiristyvässä kilpailussa. Yhteistyösuhteet kulkevat eri nimillä riippuen teollisuuden alasta ja siitä, missä kohtaa toimitusketjua ne toteutuvat, mutta periaatteessa kaikki pohjautuvat samaan ideaan kuin Vendor Managed Inventory (VMI); varastoon jakysyntään liittyvä tieto jaetaan toimitusketjun eri osapuolien kesken, jotta tuotanto, jakelu ja varastonhallinta olisi mahdollista optimoida. Vendor Managed Inventory on ideana yksinkertainen, mutta vaatii onnistuakseen paljon. Perusolettamus on, että toimittajan on kyettävä hallinnoimaan asiakkaan varastoa paremmin kuin asiakas itse. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista ilman riittävää yhteistyötä, oikeanlaista informaatiota tai sopivia tuoteominaisuuksia. Tämän työn tarkoitus on esitellä kriittiset menestystekijät valmistajan kannalta, kun näkyvyys todelliseen kysyntään on heikko ja kyseessäolevat tuotteet ovat ominaisuuksiltaan toimintamalliin huonosti soveltuvia. VMItoimintamallin soveltuvuus matkapuhelimia valmistavan yrityksen liiketoimintaan, sekä sen vaikutus asiakasyhteistyöhön, kannattavuuteen ja toiminnan tehostamiseen on myös tutkittu.

Kosketukseton hitsin pintageometrian määrittäminen

Yleisesti tiedetään hitsin pintageometrian vaikuttavan rakenteen väsymislujuuteen. Nopean, edullisen ja luotettavan pintageometrian mittausmenetelmän kehittäminen on askel kohti tarkempaa ja varmempaa rakenteen väsymislujuuden tarkastelua. Tässä työssä on tutkittu hitsejä, joiden pinnan geometria on mitattu norjalaisen SINTEF -yrityksen kehittämällä rakenteellisen valon menetelmällä. Osana työtä kehitettiin MatLab -pohjainen ohjelma, jolla jälkikäsitellään mittauksesta saadut x-y-z -mittapisteet. Mittausdatan jälkikäsittelyssä saadaan mittauksesta määritettyähitsin reunan pyöristys, liittymäkulma, a-mitta, reunahaava ja kateettisuhde. Kehitettyä menetelmää käyttämällä mitattiin lähes 300 voimaakantamatontaristiliitoksen hitsiä. Mittaustuloksia verrattiin vastaavista kappaleista tehtyihin hiemittauksiin. Manuaalisen hieestä tehdyn mittauksen havaittiin olevan tarkempi ja pystyttiin havaitsemaan paikallisempia muotoja. Rakenteellisen valon mittauksissa tapahtunut heijastelu saatiin pienenemään käsittelemällä mitattava pinta mattavalkoisella maalilla. Rakenteellisen valon mittatarkkuudeksi saatiin noin 0,2 mm. Pohjautuen mitattuun hitsin reunan pyöristykseen ja liittymäkulmaan voidaan yksinkertaista kaavaa käyttämällä laskea hitsin jännityskonsentraatio ja näin saada alkuarvaus väsymislujuudelle. Myös muiden tekijöiden tiedetään vaikuttavan hitsin väsymislujuuteen, joten pyöristyksen ja liittymäkulman avulla tehdyt arviot eivät ole absoluuttisen oikeita. Tämä havaittiin väsytyskokeilla, joista yhdessä väsymisvaurio ei syntynyt suurimmankaan jännityskonsentraation alueella.

Determination of the critical activities of a public-private intermediary organization with the help of value chain analysis

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää arvoketjuanalyysin avulla toiminnot, joilla voittoatavoittelemattoman, julkisen osakeyhtiön toimintaa voitaisiin kuvata. Tarkoituksena oli selvittää mainitut toiminnot yleisesti ja luoda malli kohdeyrityksen arvoketjusta ja sen toiminnoista. Tutkielma jakautuu teoreettiseen ja empiiriseen osaan. Ensimmäinen pohjautuu aikaisempaan tutkimukseen ja kirjallisuuteen sidosryhmistä, arvon muodostumisesta ja arvoketjuanalyysistä. Jälkimmäinen on laadullista tapaustutkimusta. Empiriassa mallinnettiin Lappeenranta Innovation Oy:nsisäisiä toimintoja ja sidosryhmien odotuksia. Empiirinen tutkimus perustui kohdeyrityksen omistajille ja henkilöstölle tehtyihin haastatteluihin sekä yrityksen toiminnan päivittäiseen seurantaan. Johtopäätöksenätodettiin, että julkisen, voittoa tavoittelemattoman yrityksen toiminnot on mahdollista kuvata arvoketjuanalyysin avulla. Alan ja yrityksen asettamat erityispiirteet toivat haasteita määrittelylle, mutta silti arvoketju antoi selkeän tavan kohdeyrityksen toimintojen mallintamiselle.

Organisaatiokenttä vai paikallisyhteisö: OP-ryhmän strategiat institutionaalisten ja kilpailullisten paineiden ristitulessa

Tässä johtaminen ja organisaatiot -oppialaan kuuluvassa väitöstutkimuksessa selvitetään, miten asiakasomisteisten osuuskuntien johtajat sekä hallintohenkilöt vastaavat organisaatioidensa kohtaamiin institutionaalisiin ja kilpailullisiin paineisiin sekä kuinka he pyrkivät vaikuttamaan organisaatiokenttänsä instituutioihin yritystensä kilpailuaseman parantamiseksi pankkisektorilla. Asiakasomisteisten osuuskuntien päätöksentekoa tarkastellaan kolmen kriittisen tapauksen kautta. Tapauksia analysoidaan hyödyntäen institutionaalista organisaatioteoriaa. Kyseisen teoriapohjan soveltaminen strategisen päätöksenteon tutkimiseksi antaa mahdollisuuden tarkastella asiakasomisteisten osuuskuntien eri toimijoiden ja instituutioiden välistä dialogia aiempaa laajemmin. Pitkittäisaineisto (v. 1939 - 2005) koostuu kaikkiaan 57 haastattelusta sekä laaja-alaisesta historiallisesta arkistomateriaalista. Työn keskeinen kontribuutio on asiakasomisteisten osuuskuntien päätöksenteon kytkeminen institutionaaliseen organisaatioteoriaan, erityisesti legitimiteettiin sekä instituutioihin vaikuttamiseen liittyviin kysymyksiin. Työssä esitetään väite, jonka mukaan pankkisektorilla ryhmänä toimiva asiakasomisteinen osuuskunta hakee legitimiteettiä organisaatiokentän lisäksi paikallisyhteisöstä, mikä tuottaa jännitteen liiketoiminnan harjoittamiseen sekä strategiseen johtamiseen.

Critical flux and fouling in ultrafiltration of proteins

In this thesis different parameters influencing critical flux in protein ultrafiltration and membrane foul-ing were studied. Short reviews of proteins, cross-flow ultrafiltration, flux decline and criticalflux and the basic theory of Partial Least Square analysis (PLS) are given at the beginning. The experiments were mainly performed using dilute solutions of globular proteins, commercial polymeric membranes and laboratory scale apparatuses. Fouling was studied by flux, streaming potential and FTIR-ATR measurements. Critical flux was evaluated by different kinds of stepwise procedures and by both con-stant pressure and constant flux methods. The critical flux was affected by transmembrane pressure, flow velocity, protein concentration, mem-brane hydrophobicity and protein and membrane charges. Generally, the lowest critical fluxes were obtained at the isoelectric points of the protein and the highest in the presence of electrostatic repulsion between the membrane surface and the protein molecules. In the laminar flow regime the critical flux increased with flow velocity, but not any more above this region. An increase in concentration de-creased the critical flux. Hydrophobic membranes showed fouling in all charge conditionsand, furthermore, especially at the beginning of the experiment even at very low transmembrane pressures. Fouling of these membranes was thought to be due to protein adsorption by hydrophobic interactions. The hydrophilic membranes used suffered more from reversible fouling and concentration polarisation than from irreversible foul-ing. They became fouled at higher transmembrane pressures becauseof pore blocking. In this thesis some new aspects on critical flux are presented that are important for ultrafiltration and fractionation of proteins.

Disaster recovery of business critical 3-tiered ERP applications: Disaster Recovery of Nokia Groups SAP R/3

Nykyaikaisessa liiketoimintaympäristössä yritysten kriittisiksi resursseiksi ovat muodostuneet liiketoimintaa tukevat tietojärjestelmät. Mahdollisuus hyödyntää näitä resursseja riippuu ko. liiketoiminnalle kriittisten järjestelmien luotettavuudesta ja hyödynnettävien sovellusten saatavuudesta. Eräs tilanne jossa järjestelmien kyky tukea todellisia liiketoimintaprosesseja vaarantuu on katastrofi. Vaikutukseltaan katastrofi voi olla paikallinen tai kattaa laajojakin alueita. Eri tyyppisiin katastrofeihin on varauduttava niiden edellyttämin tavoin. Eräs kriittisten tietojärjestelmien arkkitehtuuriin vaikuttanut trendi 90-luvulla on ollut client/server lähestymistapa. Client/server paradigman mukaan sovellus jaetaan tasoihin siten että esitys-, sovellus- ja tietokantakerrokset voidaan erottaa fyysisesti toisistaan näiden silti muodostaessa loogisesti yhtenäisen kokonaisuuden. Liiketoiminnan näkökulmasta 90- luvun mullistavia IT-uutuuksia olivat toiminnanohjausjärjestelmät, joiden avulla oli mahdollista hallita koko tuotantoketjua ja muita prosessikokonaisuuksia lähes reaaliajassa. Monikerroksisten toiminnanohjausjärjestelmien luotettavuus on osoittautunut haastavavaksi sillä kaikkien kerrosten suojaaminen kaikilta mahdollisilta katastrofeilta täydellisesti on nykyisellä teknologialla mahdotonta. Kompromissien tekemiseksi on oltava selvillä kunkin menetetyn prosessin aiheuttamista taloudellisista ja liiketoiminnallisista vaikutuksista. Tämän vuoksi juuri toiminnanohjausjärjestelmät ovat mielenkiintoisia, vaikuttavathan ne liiketoimintaprosesseihin läpi koko yrityksen prosessiketjun. Monikerroksisten client/server arkkitehtuuriin pohjautuvien toiminnanohjausjärjestelmien suojaamisessa katastrofeilta onkin sovellettava useita tekniikoita ja teknologioita, ja yhdistettävä kokonaisuus prosessikehykseen. Näin voidaan luoda suunnitelmallinen osa IT strategiaa, joka ottaa kantaa liiketoiminnan jatkuvuuteen katastrofitilanteessa ja mahdollistaa nopean ja täydellisen palautumisen kaikissa olosuhteissa.

Assessment of critical competences required in managing end-user driven businesses in a global forest products compa

Työn pääasiallisena tavoitteena on selvittää ydinosaamista, jota tarvitaan kansainvälisen metsäteollisuusyrityksen loppukäyttäjävetoisessa liiketoiminnassa. Lisäksi tavoitteena on laatia kompetenssimalli, jota voidaan käyttää mm. rekrytoinnissa, koulutuksen ja työnkierron suunnittelussa. Tarkoituksena on tarkastella sekä tällä hetkellä että tulevaisuudessa tarvittavia ydinosaamisia. Työ keskittyy myyntihenkilöiden kompetenssien kuvaamiseen. Kirjallisuuden ja asiantuntijoiden haastattelujen avulla on selvitetty. kompetensseihin liittyviä asioita ja käsitteitä, kuten organisaation oppiminen, innovaatiot sekä asiakaslähtöisyys. Tämän jälkeen on kartoitettu case-yrityksen kartonkiyksikön myyntihenkilökunnan kompetensseja. Kompetenssikartoitus on tehty teemahaastattelujen avulla sekä lisäksi on käytetty työn aikana laadittua kompetenssimatriisia. Saatuja tuloksia on verrattu yhden asiakkaan näkemyksiin. Tulosten mukaan kolme tärkeintä tämän hetken kompetenssia ovat: holistinen näkemys asioista, suhteiden rakentaminen ja kielitaito. Tulevaisuuden tärkeimpiä kompetensseja puolestaan ovat: asiakaslähtöisyys, sähköinen kaupankäynti ja suhteiden rakentaminen. Lopuksi on käsitelty yleisiä metsäteollisuuden tulevaisuuden haasteita sekä annettu joitain kehitysideoita kompetenssien kehittämistä varten.