A practical taxonomy of methods and literature for managing uncertain spatial data in geographic information systems

Perfect information is seldom available to man or machines due to uncertainties inherent in real world problems. Uncertainties in geographic information systems (GIS) stem from either vague/ambiguous or imprecise/inaccurate/incomplete information and it is necessary for GIS to develop tools and techniques to manage these uncertainties. There is a widespread agreement in the GIS community that although GIS has the potential to support a wide range of spatial data analysis problems, this potential is often hindered by the lack of consistency and uniformity. Uncertainties come in many shapes and forms, and processing uncertain spatial data requires a practical taxonomy to aid decision makers in choosing the most suitable data modeling and analysis method. In this paper, we: (1) review important developments in handling uncertainties when working with spatial data and GIS applications; (2) propose a taxonomy of models for dealing with uncertainties in GIS; and (3) identify current challenges and future research directions in spatial data analysis and GIS for managing uncertainties.

Search filters: mapping the literature using a novel form of content analysis.

Background: Search filters are combinations of words and phrases designed to retrieve an optimal set of records on a particular topic (subject filters) or study design (methodological filters). Information specialists are increasingly turning to reusable filters to focus their searches. However, the extent of the academic literature on search filters is unknown. We provide a broad overview to the academic literature on search filters.
Objectives: To map the academic literature on search filters from 2004 to 2015 using a novel form of content analysis.
Methods: We conducted a comprehensive search for literature between 2004 and 2015 across eight databases using a subjectively derived search strategy. We identified key words from titles, grouped them into categories, and examined their frequency and co-occurrences.
Results: The majority of records were housed in Embase (n = 178) and MEDLINE (n = 154). Over the last decade, both databases appeared to exhibit a bimodal distribution with the number of publications on search filters rising until 2006, before dipping in 2007, and steadily increasing until 2012. Few articles appeared in social science databases over the same time frame (e.g. Social Services Abstracts, n = 3).
Unsurprisingly, the term ‘search’ appeared in most titles, and quite often, was used as a noun adjunct for the word 'filter' and ‘strategy’. Across the papers, the purpose of searches as a means of 'identifying' information and gathering ‘evidence’ from 'databases' emerged quite strongly. Other terms relating to the methodological assessment of search filters, such as precision and validation, also appeared albeit less frequently.
Conclusions: Our findings show surprising commonality across the papers with regard to the literature on search filters. Much of the literature seems to be focused on developing search filters to identify and retrieve information, as opposed to testing or validating such filters. Furthermore, the literature is mostly housed in health-related databases, namely MEDLINE, CINAHL, and Embase, implying that it is medically driven. Relatively few papers focus on the use of search filters in the social sciences.

Reviewing the literature

Implementing evidence into practice requires nurses to identify, critically appraise and synthesise research. This may require a comprehensive literature review: this article aims to outline the approaches and stages required and provides a working example of a published review

Psychological interventions for children and young people affected by armed conflict or political violence: a systematic literature review.

Youths exposed to armed conflict have a higher prevalence of mental health and psychosocial difficulties. Diverse interventions exist that aim to ameliorate the effect of armed conflict on the psychological and psychosocial wellbeing of conflict affected youths. However, the evidence base for the effectiveness of these interventions is limited. Using standard review methodology, this review aims to address the effectiveness of psychological interventions employed among this population. The search was performed across four databases and grey literature. Article quality was assessed using the Downs and Black Quality Checklist (1998). Where possible, studies were subjected to meta-analyses. The remaining studies were included in a narrative synthesis. Eight studies concerned non clinical populations, while nine concerned clinical populations. Review findings conclude that Group Trauma Focused-Cognitive Behavioural Therapy is effective for reducing symptoms of posttraumatic stress disorder, anxiety, depression and improving prosocial behaviour among clinical cohorts. The evidence does not suggest that interventions aimed at non clinical groups within this population are effective. Despite high quality studies, further robust trials are required to strengthen the evidence base, as a lack of replication has resulted in a limited evidence base to inform practice.

The validity of classical trajectory and perturbative quantal methods for electron-impact ionization from excited states in H-like ions

To test the validity of classical trajectory and perturbative quantal methods for electron-impact ionization of H-like ions from excited states, we have performed advanced close-coupling calculations of ionization from excited states in H, Li 2+ and B 4+ using the R -matrix with pseudo states and the time-dependent close-coupling methods. Comparisons with our classical trajectory Monte Carlo (CTMC) and distorted-wave (DW) calculations show that the CTMC method is more accurate than the DW method for H, but does not improve with n and grows substantially worse with Z , while the DW method improves with Z and grows worse with n .

Exploring resilience in nursing and midwifery students: a literature review

AIM: The aim of this study was to explore the concepts of 'resilience' and 'hardiness' in nursing and midwifery students in educational settings and to identify educational interventions to promote resilience.

BACKGROUND: Resilience in healthcare professionals has gained increasing attention globally, yet to date resilience and resilience education in nursing and midwifery students remain largely under-researched.

DESIGN: An integrative literature review was planned, however, only quantitative evidence was identified therefore, a review of quantitative studies was undertaken using a systematic approach.

DATA SOURCES: A comprehensive search was undertaken using Medline, CINAHL, Embase, PsycINFO and Maternity and Infant Care databases January 1980-February 2015.

REVIEW METHODS: Data were extracted using a specifically designed form and quality assessed using an appropriate checklist. A narrative summary of findings and statistical outcomes was undertaken.

RESULTS: Eight quantitative studies were included. Research relating to resilience and resilience education in nursing and midwifery students is sparse. There is a weak evidence that resilience and hardiness is associated with slightly improved academic performance and decreased burnout. However, studies were heterogeneous in design and limited by poor methodological quality. No study specifically considered student midwives.

CONCLUSION: A greater understanding of the theoretical underpinnings of resilience in nursing and midwifery students is essential for the development of educational resources. It is imperative that future research considers both nursing and midwifery training cohorts and should be of strong methodological quality.

STUDENT’ S ENGAGEMENT IN SCHOOL: A LITERATURE REVIEW

Students’ Engagement in School has been the focus of debate concerning academic success and school dropout, and pointed out as a mean to address the problems affecting our schools and their students, not only for having value in itself, but also for being an important mediator between several academic variables. This paper reviews the research and literature on this concept and its relations with personal and contextual variables, as well as with academic performance, with the aim of summarizing the main relationships found. Literature presents a significant number of studies which sustain that personal variables, such as self-efficacy and self-concept, as well as contextual - peers, school, family- are related with school engagement. The adoption of mastery goals, for instance, has a positive impact on school, as they are related with the use of cognitive and self-regulatory strategies by students. Positive relationships with peers, teachers support and the quality of family relations are associated with higher levels of engagement and academic performance, while negative experiences, such as bullying, are related with educational difficulties. Following this, we reflect about the relevance of studying engagement in school, in the context of widespread financial crisis, and emphasize the need to rethink educational institutions considering the paradigmatic changes that currently occur.

Caracterização de novas membranas de titanossilicatos microporosos por ensaios de permeabilidade

O interesse crescente das membranas inorgânicas deve-se à potencial aplicação em novas áreas de investigação e da indústria, e em alternativa a operações mais convencionais. Em particular, as membranas de titanossilicatos oferecem vantagens importantes sobre as de zeólitos, pois podem ser sintetizadas sem agentes estruturantes orgânicos, para evitar a calcinação subsequente usualmente responsável por defeitos irreversíveis, exibem novas possibilidades de substituição isomórfica da matriz, permitindo um ajuste mais fino das propriedades catalíticas e de adsorção, e são capazes de separar misturas com base em diferenças de afinidade e tamanho molecular (efeito de peneiro). Os objectivos principais deste trabalho foram: i) a caracterização dinâmica de membranas do tipo zeolítico sintetizadas no Laboratório Associado CICECO, realizando-se experiências de permeação com gases puros e misturas; ii) o desenvolvimento e validação de novos modelos para a transferência de massa multicomponente através de membranas porosas pela abordagem de Maxwell-Stefan, tendo em conta os mecanismos específicos encontrados, particularmente a contribuição por difusão superficial; e iii) a modelação dos pontos experimentais medidos, bem como dados compilados da literatura. De forma a realizar os ensaios de permeação, desenhou-se, montou-se e testou-se uma instalação experimental. Para gases puros, os objectivos principais foram a medição de permeâncias a temperatura constante, por variação da pressão transmembranar r ( ΔP ), e de permeâncias a temperatura programada, conduzidas a ΔP constante. Seguidamente, calcularam-se as selectividades ideais. Em relação a misturas, a determinação de selectividades reais requer as fracções molares no permeado e no retido. Na globalidade, estudaram-se três suportes diferentes (aço inoxidável e α − alumina) e dezanove membranas de AM-3, ETS-10, ZSM-5 e zeólito 4A, utilizando-se H2, He, N2, CO2, e O2. A primeira avaliação exploratória da qualidade das membranas foi feita permeando azoto à temperatura ambiente. Assim, permeâncias superiores a 10−6 mol/m2s.Pa evidenciavam defeitos grosseiros, levando-nos a efectuar cristalizações adicionais sobre as primeiras camadas. Este procedimento foi implementado com oito membranas. Um trabalho experimental mais detalhado foi conduzido com cinco membranas. Membranas com curvas permeância-temperatura ( Π −T ) decrescentes indicam tipicamente transporte viscoso e de Knudsen, i.e. meso e macrodefeitos. Por exemplo, a membrana nº 3 de AM-3 exibiu este comportamento com H2, He, N2 e CO2 puros. A contribuição de Knudsen foi confirmada pela relação linear encontrada entre as permeâncias e o inverso da raiz quadrada da massa molar. O mecanismo viscoso foi também identificado, pois as permeâncias eram inversamente proporcionais à viscosidade do gás ou, atendendo a equações do tipo de Chapman-Enskog, directamente proporcionais a 2 0.5 k d M (onde k d é o diâmetro cinético e M a massa molar). Um comportamento de permeação distinto observou-se com a membrana nº 5 de AM-3. As permeâncias registadas a temperatura programada eram aproximadamente constantes para o N2, CO2 e O2, enquanto com o H2 cresciam significativamente. Conjuntamente elas evidenciam a ocorrência de macro, meso e microdefeitos intercristalinos. O transporte gasoso activado através dos microporos compensa o impacto diminuidor dos meso e macroporos. Ao contrário do N2, CO2 e O2, o pequeno diâmetro do hidrogénio torna-lhe possível permear através dos microporos intracristalinos, o que lhe adiciona um mecanismo de transferência responsável por esse crescimento. No que respeita à difusão superficial, o sistema CO2/ZSM-5 pode ser tomado como um exemplo paradigmático. Uma vez que este zeólito adsorve o CO2, as permeâncias diminuem com o crescimento de ΔP , em virtude de as concentrações no sólido aumentarem de forma não linear e tenderem para a saturação. Os resultados contrastantes obtidos com azoto realçam ainda mais o mecanismo superficial, pois o N2 não é adsorvido e as permeâncias medidas são constantes. Globalmente, as selectividades ideais calculadas ( α* ) variam de cerca de 1 a 4.2. Este parâmetro foi também utilizado para discriminar as melhores membranas, uma vez que baixos valores de α* denotam o escoamento viscoso não-selectivo típico de macrodefeitos. Por exemplo, o H2/CO2 na membrana nº 3 de AM-3 apresentou α* = 3.6 − 4.2 para 40–120ºC, enquanto que na membrana nº 5 de AM-3 originou α* = 2.6 − 3.1. Estes resultados corroboraram as observações anteriores, segundo as quais a membrana nº 5 era melhor do que a nº 3. Alguns ensaios foram realizados com membranas saturadas com água para aumentar a selectividade: as medições mostraram claramente uma melhoria inicial seguida de uma redução consistente de α* com o aumento da temperatura, devido à remoção das moléculas de água responsáveis pela obstrução de alguns poros. Em relação às selectividades reais de misturas contendo hidrogénio, devem ser realizadas mais experiências e a quantificação do hidrogénio deve ser melhorada. No que concerne à modelação, novos factores termodinâmicos de Maxwell- Stefan foram derivados para as isotérmicas mono e multicomponente de Nitta, Langmuir-Freundlich e Toth, tendo sido testadas com dados de equilíbrio e de permeação da literatura. (É importante realçar que só estão publicadas equações para Langmuir e Dual-Site Langmuir de componentes puros e misturas). O procedimento de validação adoptado foi exigente: i) as isotérmicas multicomponente foram previstas a partir das de gás puro; ii) os parâmetros de difusão dos componentes puros foram ajustados a dados de permeação de cada gás; iii) depois, as difusividades cruzadas de Maxwell- Stefan foram estimadas pela relação de Vignes; finalmente, v) as novas equações foram testadas usando-se estes parâmetros, tendo sido capazes de estimar com sucesso fluxos binários. Paralelamente ao enfoque principal do trabalho, derivou-se um novo modelo para permuta iónica em materiais microporosos baseado nas equações de Maxwell-Stefan. Este foi validado com dados experimentais de remoção de Hg2+ e Cd2+ de soluções aquosas usando ETS-4. A sua capacidade preditiva foi também avaliada, sendo possível concluir que se comporta muito bem. Com efeito, conseguiram-se boas previsões com parâmetros optimizados a partir de conjuntos de dados independentes. Este comportamento pode ser atribuído aos princípios físicos sólidos da teoria de Maxwell-Stefan.

Contributos para a análise estatística de séries de contagem

A análise das séries temporais de valores inteiros tornou-se, nos últimos anos, uma área de investigação importante, não só devido à sua aplicação a dados de contagem provenientes de diversos campos da ciência, mas também pelo facto de ser uma área pouco explorada, em contraste com a análise séries temporais de valores contínuos. Uma classe que tem obtido especial relevo é a dos modelos baseados no operador binomial thinning, da qual se destaca o modelo auto-regressivo de valores inteiros de ordem p. Esta classe é muito vasta, pelo que este trabalho tem como objectivo dar um contributo para a análise estatística de processos de contagem que lhe pertencem. Esta análise é realizada do ponto de vista da predição de acontecimentos, aos quais estão associados mecanismos de alarme, e também da introdução de novos modelos que se baseiam no referido operador. Em muitos fenómenos descritos por processos estocásticos a implementação de um sistema de alarmes pode ser fundamental para prever a ocorrência de um acontecimento futuro. Neste trabalho abordam-se, nas perspectivas clássica e bayesiana, os sistemas de alarme óptimos para processos de contagem, cujos parâmetros dependem de covariáveis de interesse e que variam no tempo, mais concretamente para o modelo auto-regressivo de valores inteiros não negativos com coeficientes estocásticos, DSINAR(1). A introdução de novos modelos que pertencem à classe dos modelos baseados no operador binomial thinning é feita quando se propõem os modelos PINAR(1)T e o modelo SETINAR(2;1). O modelo PINAR(1)T tem estrutura periódica, cujas inovações são uma sucessão periódica de variáveis aleatórias independentes com distribuição de Poisson, o qual foi estudado com detalhe ao nível das suas propriedades probabilísticas, métodos de estimação e previsão. O modelo SETINAR(2;1) é um processo auto-regressivo de valores inteiros, definido por limiares auto-induzidos e cujas inovações formam uma sucessão de variáveis independentes e identicamente distribuídas com distribuição de Poisson. Para este modelo estudam-se as suas propriedades probabilísticas e métodos para estimar os seus parâmetros. Para cada modelo introduzido, foram realizados estudos de simulação para comparar os métodos de estimação que foram usados.