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Tagging systems are intriguing dynamic systems, in which users collaboratively index resources with the so-called tags. In order to leverage the full potential of tagging systems, it is important to understand the relationship between the micro-level behavior of the individual users and the macro-level properties of the whole tagging system. In this thesis, we present the Epistemic Dynamic Model, which tries to bridge this gap between the micro-level behavior and the macro-level properties by developing a theory of tagging systems. The model is based on the assumption that the combined influence of the shared background knowledge of the users and the imitation of tag recommendations are sufficient for explaining the emergence of the tag frequency distribution and the vocabulary growth in tagging systems. Both macro-level properties of tagging systems are closely related to the emergence of the shared community vocabulary. rnrnWith the help of the Epistemic Dynamic Model, we show that the general shape of the tag frequency distribution and of the vocabulary growth have their origin in the shared background knowledge of the users. Tag recommendations can then be used for selectively influencing this general shape. In this thesis, we especially concentrate on studying the influence of recommending a set of popular tags. Recommending popular tags adds a feedback mechanism between the vocabularies of individual users that increases the inter-indexer consistency of the tag assignments. How does this influence the indexing quality in a tagging system? For this purpose, we investigate a methodology for measuring the inter-resource consistency of tag assignments. The inter-resource consistency is an indicator of the indexing quality, which positively correlates with the precision and recall of query results. It measures the degree to which the tag vectors of indexed resources reflect how the users perceive the similarity between resources. We argue with our model, and show it with a user experiment, that recommending popular tags decreases the inter-resource consistency in a tagging system. Furthermore, we show that recommending the user his/her previously used tags helps to increase the inter-resource consistency. Our measure of the inter-resource consistency complements existing measures for the evaluation and comparison of tag recommendation algorithms, moving the focus to evaluating their influence on the indexing quality.
The search for scientific literature in scientific information systems is a discipline at the intersection between information retrieval and digital libraries. Recent user studies show two typical weaknesses of the classical IR model: ranking of retrieved and maybe relevant documents and the language problem during the query formulation phase. At the same time traditional retrieval systems that rely primarily on textual document and query features are stagnating for years, as it could be observed in IR evaluation campaigns such as TREC or CLEF. Therefore alternative approaches to surpass these two problem fields are needed. Two different search support systems are presented in this work and evaluated with a lab evaluation using the IR test collection GIRT and iSearch with 150 and 65 topics, respectively. These two systems are (1) a query expansion that is based on the analysis of co-occurrences of document attributes and (2) a ranking mechanism that applies informetric analysis of the productivity of information producers in the information production process. Both systems were compared to a baseline system using the Solr search engine. Both methods showed positive effects when applying additional document attributes like author names, ISSN codes and controlled terms. The query expansion showed an improvement in precision (bpref +12%) and in recall (R +22%).
he alternative ranking methods were able to compete with the baseline for author names and ISSN codes and were able to beat the baseline by using controlled terms (MAP +14%). A clear negative influence was seen when using entities like publishers or locations. Both methods were able to generate a substantially different sorting of the result set, measured using Kendall. So, additional to the improved relevance in the result list, the user can get a new and different view on the document set. Query expansion using author names, ISSN codes and thesaurus terms showed great potential that lies within the rich metadata sets of digital library systems. The proposed ranking methods could outperform standard relevance ranking methods after they were filtered by the existence of a so-called power law. This showed that the proposed ranking methods cannot be used universally in any case but require specific frequency distributions in the metadata. A connection between the underlying informetric laws of Bradford, Lotka and Zipf is made clear. The evaluated methods were implemented as interactive search supporting systems that can be used in an interactive prototype and the social science digital library system Sowiport. Besides that, the methods are adaptable to other systems and environments using a free software framework and a web API.
The amount of information on the Web is constantly increasing and also there is a wide variety of information available such as news, encyclopedia articles, statistics, survey data, stock information, events, bibliographies etc. The information is characterized by heterogeneity in aspects such as information type, modality, structure, granularity, quality and by its distributed nature. The two primary techniques by which users on the Web are looking for information are (1) using Web search engines and (2) browsing the links between information. The dominant mode of information presentation is mainly static in the form of text, images and graphics. Interactive visualizations offer a number of advantages for the presentation and exploration of heterogeneous information on the Web: (1) They provide different representations for different, very large and complex types of information and (2) large amounts of data can be explored interactively using their attributes and thus can support and expand the cognition process of the user. So far, interactive visualizations are still not an integral part in the search process of the Web. The technical standards and interaction paradigms to make interactive visualization usable by the mass are introduced only slowly through standardatization organizations. This work examines how interactive visualizations can be used for the linking and search process of heterogeneous information on the Web. Based on principles in the areas of information retrieval (IR), information visualization and information processing, a model is created, which extends the existing structural models of information visualization with two new processes: (1) linking of information in visualizations and (2) searching, browsing and filtering based on glyphs. The Vizgr toolkit implements the developed model in a web application. In four different application scenarios, aspects of the model will be instantiated and are evaluated in user tests or examined by examples.
Das Lernen und Verstehen dynamischer Sachverhalte kann sowohl anhand von statischen Bildern als auch von Animationen erfolgen. Da die bisher vorliegenden Befunde keine eindeutige Überlegenheit der einen oder der anderen Repräsentationsform erkennen lassen, sind differenziertere Wirkungsanalysen erforderlich. Grundannahme der vorliegenden Dissertation war, dass beide Darstellungsformen unterschiedlich gut für den Aufbau dynamischer mentaler Modelle einerseits und den Aufbau dynamischer perzeptueller Repräsentationen andererseits geeignet sind. Es wurde erstens angenommen, dass dynamische mentale Modelle keine kontinuierlichen mentalen Simulationen ermöglichen, sondern aus einer Sequenz von diskreten prototypischen Prozess-Zuständen (sog. "key states") bestehen und deshalb besser anhand statischer Bilder dieser "key states" als anhand einer Animation konstruiert werden können. Zweitens wurde angenommen, dass perzeptuelle Repräsentationen dynamischer Sachverhalte aus dynamischen Schemata bestehen, die besser anhand einer Animation als anhand von statischen Bildern gebildet werden können. Als Indikator für die Qualität mentaler Modelle wurden Inferenzaufgaben verwendet, bei denen durch Manipulation dieser Modelle neue Informationen zu erschließen sind. Als Indikator für die Qualität dynamischer perzeptueller Repräsentationen wurden Leistungen bei der Kategorisierung von Bewegungsabläufen verwendet. Die erste Annahme wurde am Beispiel der synaptischen Informationsübertragung (nach einer Vorpilot- und Pilotstudie) in einer ersten Hauptstudie mit 61 Probanden überprüft.
Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Hypothese eher bei Probanden mit höherem Vorwissen als bei solchen mit niedrigerem Vorwissen zutrifft. Die zweite Annahme wurde am Beispiel des Erkennens der Gangart von Pferden (nach einer Pilotstudie) in einer zweiten Hauptstudie mit 52 Probanden überprüft. Die Ergebnisse zeigten durchwegs Unterschiede in der erwarteten Richtung, die jedoch nicht oder nur marginal signifikant sind. Allerdings führten die Animationen zu einer hochsignifikant geringeren kognitiven Belastung als statische Bilder. Darüber hinaus zeigten sich signifikante Interaktionen mit den räumlichen Fähigkeiten: Probanden mit geringeren Fähigkeiten profitieren bei der Kategorisierung von Bewegungsabläufen bedeutsam mehr von Animationen als von statischen Bildern.
Die vorliegende Doktorarbeit verfolgt das Ziel, die Bevölkerungsentwicklung im Westerwaldkreis im Zeitraum von 1974 bis 2008 auf Kreis-, Verbandsgemeinde- und Gemeindeebene detailliert zu untersuchen und im Rahmen eines Handlungskonzeptes für ausgewählte Gemeinden geeignete Maßnahmen zur konkreten Gestaltung des Demographischen Wandels aufzuzeigen. Dies geschieht zunächst anhand einer umfassenden Analyse der Bevölkerungsdaten. Dazu zählt eine Einteilung des Untersuchungszeitraums in spezielle Phasen der Bevölkerungsentwicklung, welche durch die jährlichen Veränderungsraten des Bevölkerungsstandes des Westerwaldkreises charakterisiert werden. Anschließend wird ausführlicher auf wichtige Kennzahlen der Bevölkerungsentwicklung aus den Bereichen der natürlichen Bevölkerungsbewegung, der Bevölkerungsstruktur und der Wanderungen eingegangen mit der Intention, einerseits detaillierte Ergebnisse hervorzubringen, die im Rahmen bisheriger Untersuchungen nicht vorliegen und andererseits Grundlagen für die Ursachenforschung zu schaffen, die der Analyse der Bevölkerungsdaten folgt. Für diese Ursachenforschung werden fünf Gemeinden exemplarisch ausgewählt, die eine besonders positive bzw. negative Bevölkerungsentwicklung im Untersuchungszeitraum aufweisen. Integrale Bestandteile dieser Ursachenforschung sind, neben einer ausführlichen Darstellung der Bevölkerungsentwicklung der Gemeinden, Experteninterviews und eigene humangeographische Beobachtungen. Des Weiteren wird speziell für die drei ausgewählten Gemeinden mit negativer Bevölkerungsentwicklung eine Online-Umfrage unter Jugendlichen durchgeführt, um weitere Ursachen herauszufinden und erste zentrale Ansatzpunkte für das abschließende Handlungskonzept zu finden. Dieses Konzept verfolgt primär die Intention, den Demographischen Wandel in den drei Gemeinden in der Art und Weise zukünftig zu gestalten, dass seine negativen Folgen vermieden bzw. zumindest abgemildert werden. Dazu ist es notwendig, auf die spezifischen Situationen vor Ort einzugehen und die praktische Umsetzbarkeit möglicher Handlungsempfehlungen zu berücksichtigen, damit das Konzept Eingang in die kommunalpolitische Planung findet und somit nicht nur einen Beitrag zur bevölkerungsgeographischen Forschung darstellt, sondern auch einen Nutzen für die kommunale Handlungspraxis stiftet.
Die vorliegende Arbeit wurde verfasst, um Einflüsse und Zusammenhänge von Mitarbeiterzufriedenheit auf Burnout zu erforschen. Zudem wurde der Frage nachgegangen, inwieweit organisationsbedingte Variablen beim Zusammenhang von Mitarbeiterzufriedenheit und Burnout bei Flugbegleitern eine Rolle spielen. Hierfür wurde die Airline-Branche, genau genommen das Kabinenpersonal als Repräsentant, verwendet und eine umfangreiche Arbeitsplatzanalyse durchgeführt.
Zur Erfassung der vielfältigen Dimensionen der Mitarbeiterzufriedenheit diente der Fragebogen zur Erfassung der Mitarbeiterzufriedenheit (FEMAZU), sowie für die Facetten von Burnout die Burnout-Screening-Skalen (BOSS) "Beruf" und "körperliche Beschwerden". Die organisationsbedingten Variablen wurden im Zuge einer Gruppendiskussion erhoben und zu entsprechenden Statements ausformuliert, um für den Fragebogen verwendet werden zu können. Dieser wurde im nach der Erstellung durch einen Pretest praktisch validiert. Die Online-Erhebung erfolgte anhand 420 Flugbegleitern im deutschsprachigen Raum.rnZu der quantitativen Erhebung wurde eine qualitative Methode angewandt, um detaillierter Informationen bezüglich der Komplexität in Entstehung und Verlauf der Krankheitsgeschichte von Burnout zu bekommen und Hinweise für die Einwirkung organisationsbedingter Variablen zu erhalten.
Entsprechend der repräsentativen Stichprobe in der vorliegenden Arbeit konnte ein starker Zusammenhang von Mitarbeiterzufriedenheit auf die verschiedenen Facetten von Burnout erwiesen sowie überwiegend signifikante Ergebnisse verzeichnet werden. Als wesentliche Einflussvariablen konnten individuelle Ziele, Arbeitsbedingungen, Aufgabenfeld, Empowerment, Commitment, Emotionsregulation und Work-Life-Balance identifiziert werden. Bedingt durch die ohnehin sehr speziellen Arbeitsbedingungen im Berufsleben der Flugbegleiter sollten die Airlines bei ihren Mitarbeitern auf eine ausgeglichene Work-Life-Balance achten. Die Ergebnisse zeigten hierfür deutliche Zusammenhänge mit Mitarbeiterzufriedenheit und Burnout. Um entsprechende ausfallsbedingten Kosten vorzubeugen, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Handlungsempfehlung gegeben. Durch die hohe Flexibilitätsanforderung in der Tätigkeit des Kabinenpersonals sowie den zahlreichen physiologischen Einflüssen wie beispielsweise Lärm, Jetlag, Schichtdienst oder Zeitverschiebungen ist es für Unternehmen, die auf langfristige Mitarbeiter setzen besonders wichtig, an dieser Stelle häufigen und langen krankheitsbedingten Fehlzeiten vorzubeugen. Eine höhere Planstabilität, ein größerer Einfluss auf die Plangestaltung und ausreichend Ruhezeit würde beispielsweise der Vereinbarkeit von Beruf und Privat entgegen kommen.
Andere in der Literatur als bedeutend eruierten Variablen, wie bspw. die Arbeitsplatzsicherheit und der Zivilstand, zeigten keine oder nur eine sehr geringe Signifikanz. Abschließend wurden Faktoren, welche einen Einfluss auf das Ergebnis haben könnten, ausführlich erläutert und diskutiert sowie eine Empfehlung für die Praxis und zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen abgeleitet. Insbesondere der Forschungsausblick zeigt, dass der Zusammenhang der Dimensionen Mitarbeiterzufriedenheit und Burnout, welche anhand der Stichprobe der Flugbegleiter in dieser Arbeit erhoben wurde, noch umfassende Erforschungen erfordert, um hier vor allem für die Wirtschaft Verbesserungen und entsprechende Kostenreduktion bewirken zu können. Sowohl für die Wirtschaft als auch die Wissenschaft wäre eine engere Zusammenarbeit wünschenswert und gewinnbringend.
Assessment of bat activity in agricultural environments and the evaluation of the risk of pesticides
(2013)
Although agriculture dominates with around 50% area much of Europe- landscape, there is virtually no information on how bats use this farmed environment for foraging. Consequently, little is known about effective conservation measures to compensate potential negative effects of agrarian management practice on the food availability for bats in this habitat. Moreover, there are currently no specific regulatory requirements to include bats in European Union risk assessments for the registration of pesticides since no information about pesticide exposure on this mammal group is available. To evaluate the potential pesticide exposure of bats via ingestion of contaminated insects, information about bat presence and activity in agricultural habitats is required. In order to examine bat activity on a landscape scale it was necessary to establish a suitable survey method. Contrary to capture methods, telemetry, and direct observations, acoustic surveys of bat activity are a logistically feasible and cost-effective way of obtaining bat activity data. However, concerns regarding the methodological designs of many acoustic surveys are expressed in the scientific literature. The reasons are the failing of addressing temporal and spatial variation in bat activity patterns and the limitations of the suitability of the used acoustic detector systems. By comparing different methods and detector systems it was found that the set up of several stationary calibrated detector systems which automatically trigger the ultrasonic recording has the highest potential to produce reliable, unbiased and comparable data sets on the relative activity of bats.
By using the proposed survey method, bat diversity and activity was recorded in different crops and semi-natural habitats in southern Rhineland-Palatinate. Simultaneously, the availability of aerial prey insects was studied by using light and sticky traps. In more than 500 sampling nights about 110,000 call sequences were acoustically recorded and almost 120,000 nocturnal insects were sampled. A total of 14 bat species were recorded, among them the locally rare and critically endangered northern bat (Eptesicus nilssonii) and the barbastelle (Barbastella barbastellum), all of them also occurring over agricultural fields. The agricultural landscape of southern Palatinate is dominated by vineyards, a habitat that was shown to be of low quality for most bat species because of the demonstrated low availability of small aerial insects. By surveying bat activity and food availably in a pair-wise design on several rain water retention ponds and neighbouring vineyards it was demonstrated that aquatic insect emergence in artificial wetlands can provide an important resource subsidy for bats. The creation of artificial wetlands would be a possibility to create important foraging habitats for bats and mitigate negative effects of management practice in the agricultural landscape.
In several other agricultural crops, however, high abundances of suitable prey insects and high bat activity levels, comparable or even higher than in the nearby forests and meadows known to be used as foraging habitats were demonstrated. Especially high bat activity levels were recorded over several fruit orchards and vegetable fields where insects were also present. Both crops are known for high pesticide inputs, and, therefore, a pesticide exposure through ingestion of contaminated insects can not be excluded. To follow the current risk assessment approach for birds and mammals pesticide residues were measured on bat-specific food items in an apple orchard following insecticide applications and bat activity was recorded in parallel. The highest residue values were measured on foliage-dwelling arthropods which may results in a reproductive risk for all bat species that, even to a small extent, include this prey group in their diet. The presence of bats in agricultural landscapes that form a majority of the land area in Europe but also on a global scale leads to exposure of bats by contaminated food and depletion of their food resources by pesticide use. So far conservation efforts for bats focussed on securing hibernation sites and the creation of artificial roost sites since especially the latter were thought to be limiting population growth. However the potential pesticide effects might be also crucial for the population persistence in agricultural landscapes of bats and need to be addressed adequately, especially in risk assessment procedures for the regulation of pesticides.
Chemical plant protection is an essential element in integrated pest management and hence, in current crop production. The use of Plant Protection Products (PPPs) potentially involves ecological risk. This risk has to be characterised, assessed and managed.
For the coming years, an increasing need for agricultural products is expected. At the same time, preserving our natural resources and biodiversity per se is of equally fundamental importance. The relationship of our economic success and cultural progress to protecting the environment has been made plain in the Ecosystem Service concept. These distinct 'services' provide the foundation for defining ecological protection goals (Specific Protection Goals, SPGs) which can serve in the development of methods for ecological risk characterisation, assessment and management.
Ecological risk management (RM) of PPPs is a comprehensive process that includes different aspects and levels. RM is an implicit part of tiered risk assessment (RA) schemes and scenarios, yet RM also explicitly occurs as risk mitigation measures. At higher decision levels, RM takes further risks, besides ecological risk, into account (e.g., economic). Therefore, ecological risk characterisation can include RM (mitigation measures) and can be part of higher level RM decision-making in a broader Ecosystem Service context.
The aim of this thesis is to contribute to improved quantification of ecological risk as a basis for RA and RM. The initial general objective had been entitled as "… to estimate the spatial and temporal extent of exposure and effects…" and was found to be closely related to forthcoming SPGs with their defined 'Risk Dimension'.
An initial exploration of the regulatory framework of ecological RA and RM of PPPs and their use, carried out in the present thesis, emphasised the value of risk characterisation at landscape-scale. The landscape-scale provides the necessary and sufficient context, including abiotic and biotic processes, their interaction at different scales, as well as human activities. In particular, spatially (and temporally) explicit landscape-scale risk characterisation and RA can provide a direct basis for PPP-specific or generic RM. From the general need for tiered landscape-scale context in risk characterisation, specific requirements relevant to a landscape-scale model were developed in the present thesis, guided by the key objective of improved ecological risk quantification. In principle, for an adverse effect (Impact) to happen requires a sensitive species and life stage to co-occur with a significant exposure extent in space and time. Therefore, the quantification of the Probability of an Impact occurring is the basic requirement of the model. In a landscape-scale context, this means assessing the spatiotemporal distribution of species sensitivity and their potential exposure to the chemical.
The core functionality of the model should reflect the main problem structures in ecological risk characterisation, RA and RM, with particular relationship to SPGs, while being adaptable to specific RA problems. This resulted in the development of a modelling framework (Xplicit-Framework), realised in the present thesis. The Xplicit-Framework provides the core functionality for spatiotemporally explicit and probabilistic risk characterisation, together with interfaces to external models and services which are linked to the framework using specific adaptors (Associated-Models, e.g., exposure, eFate and effect models, or geodata services). From the Xplicit-Framework, and using Associated-Models, specific models are derived, adapted to RA problems (Xplicit-Models).
Xplicit-Models are capable of propagating variability (and uncertainty) of real-world agricultural and environmental conditions to exposure and effects using Monte Carlo methods and, hence, to introduce landscape-scale context to risk characterisation. Scale-dependencies play a key role in landscape-scale processes and were taken into account, e.g., in defining and sampling Probability Density Functions (PDFs). Likewise, evaluation of model outcome for risk characterisation is done at ecologically meaningful scales.
Xplicit-Models can be designed to explicitly address risk dimensions of SPGs. Their definition depends on the RA problem and tier. Thus, the Xplicit approach allows for stepwise introduction of landscape-scale context (factors and processes), e.g., starting at the definitions of current standard RA (lower-tier) levels by centring on a specific PPP use, while introducing real-world landscape factors driving risk. With its generic and modular design, the Xplicit-Framework can also be employed by taking an ecological entity-centric perspective. As the predictive power of landscape-scale risk characterisation increases, it is possible that Xplicit-Models become part of an explicit Ecosystem Services-oriented RM (e.g., cost/benefit level).
In dieser Arbeit wurde der Einfluss von nicht wässrigen Mahlflüssigkeiten auf Metall-Keramik-Pulvermischungen im Nassmahlprozess untersucht. Es wurden Al- und Cr-Al₂O₃-Pulvermischungen ausgewählt, um den Einfluss der Mahlflüssigkeiten auf die Mahlung von Metall-Keramik-Pulvermischungen mit einer duktilen (Aluminium) und einer spröden (Chrom) Metallkomponente zu untersuchen.