Browsing by Issue Date

Sort by: Order: Results:

Now showing items 21-40 of 738
  • Junttila, Sofia (2015)
    Kasviplanktonin määrä ja tuotanto on tärkeä tekijä Itämeren rehevöitymisen arvioinnissa. Kasviplankton reagoi nopeasti, jos veden ravinteiden (erityisesti typen ja fosforin) määrät tai suhteet muuttuvat. Kasviplanktonin kevätkukinta on merkittävä vuosittainen tapahtuma Itämerellä. Kevätkukinnan aikana saavutetaan kasviplanktonin kasvukauden huippu, ja suuri osa vuotuisesta tuotannosta tapahtuu kevätkukinnan aikana. Kevätkukinnan aikana kasviplanktonin määrä vedessä vaihtelee suuresti ajallisesti ja paikallisesti. Kevätkukinnan seurannassa saavutetaan paras ajallinen ja paikallinen kattavuus käyttämällä kaukokartoitusinstrumentteja ja Alg@line-mittauksia. Tässä tutkimuksessa kehitettiin ja testattiin kevätkukinnan indikaattoreita Suomenlahdella ja Saaristomerellä. Kevätkukinnan indikaattoreita ovat kukinnan alku, kesto, huippu eli suurin pitoisuus, huipun ajankohta ja kukinnan intensiteetti. Indikaattorit määriteltiin aluekohtaisesti a-klorofyllipitoisuuden aikasarjoista vuosina 2003–2011. Aikasarjat laskettiin Envisat-MERIS -instrumentin ja Alg@line-laivojen havainnoista. Tulokset osoittivat, että MERIS- ja Alg@line-aineistot soveltuvat kasviplanktonin kevätkukinnan indikaattorien määrittämiseen. Pilvisyys tai jääolot voivat ajoittain estää a-klorofyllin havaitsemisen MERIS-instrumentillla, jolloin Alg@line-mittauksia voidaan käyttää täydentämään havaintoja niillä alueilla, joiden läpi Alg@line-laivat kulkevat. Tuloksien mukaan kasviplanktonin indikaattorit, erityisesti intensiteetti, vaihtelevat eri alueilla paljon. Myös vuosien väliset erot ovat huomattavia. Kahdella tutkimusalueella MERIS- ja Alg@line-aineistoista laskettuja intensiteetti-indeksejä verrattiin toisiinsa ja pyrittiin määrittämään indeksin trendi kullakin alueella. Nousevia trendejä ei havaittu, mikä on Itämeren rehevöitymisen ja ekologisen tilan kannalta hyvä. Kasviplanktonin kevätkukinnan indikaattoreita voidaan tulevaisuudessa käyttää operatiivisesti. MERIS-instrumentin tilalla on mahdollista käyttää muita kaukokartoitusinstrumentteja, jotka soveltuvat a-klorofyllin seurantaan. Tulevan Sentinel 3A -satelliitin mukan oleva OLCI-instrumentti soveltuu parhaiten kevätkukinnan seurantaan Itämerellä. Ennen Sentinel 3A -satelliitin laukaisua käytössä ovat esimerkiksi Aqua MODIS -ja Suomi NPP VIIRS -instrumentit. Alg@line-aineistoa voidaan yhdistää kaukokartoitusaineistoihin, jolloin saadaan mahdollisimman suuri ajallinen ja paikallinen kattavuus.
  • Palmerio, Erika (2015)
    Coronal Mass Ejections (CMEs) often travel in the interplanetary space faster than the ambient solar wind. When their relative velocities exceed the local magnetosonic speed, a shock wave forms. The region between the shock front and the leading edge is known as a sheath region. Sheaths are compressed regions characterized by turbulent magnetic field and plasma properties and they can cause significant space weather disturbances. Within the sheath region, it is possible to find fine structures such as planar magnetic structures (PMSs). The magnetic field vectors in a PMS are characterized by abrupt changes in direction and magnitude, but they all remain for a time interval of several hours nearly parallel to a single plane that includes the interplanetary magnetic field (IMF) spiral direction. PMSs have been associated to several regions and phenomena in the heliosphere, but many of them occur in CME sheath regions. This suggests that CMEs play a central role in the formation of PMSs, probably by provoking the amplification and the alignment of pre-existing discontinuities by compression of the solar wind at the CME-driven shock or because of the draping of the magnetic field lines around the CME ejecta. The presence of PMSs in sheath regions, moreover, suggests that PMSs themselves can be related to space weather effects at Earth, therefore a comprehensive study of PMS formation and structure might lead to a better knowledge of the geoeffectiveness of CMEs. This work presents the study of PMSs in the sheath region of CMEs with a magnetic cloud (MC) structure for a sample of events observed in situ by the ACE and WIND spacecraft between 1997 and 2013. The presence of fine structures is evaluated through the minimum variance analysis (MVA) method, needed for determining the normal vector to the PMS-plane. Then, the position of each PMS within its corresponding sheath region is determined and the encountered cases are divided into different groups. Eventually, a number of shock, sheath and MC properties is evaluated for each group, aiming to perform a statistical analysis. The conclusions are that PMSs are observed in 80% of the studied sheath events and their average duration is ∼5 hours. PMSs tend to form in certain locations within the sheath: they are generally observed close to the CME-driven shock, close to the MC leading edge or they span the whole sheath. PMSs observed near the shock can be associated to strong shocks, while PMSs located near the MC leading edge can be related to high density regions and, therefore, to compression.
  • Kekez, Vladimir (2015)
    In the world of globalization immigration processes represent consequence of the search for better life. Every year more immigrants are coming to stay and live in Finland. Understanding patterns of living, spatial locations and clustering of this specific population becomes important and integral step towards integration of immigration population in society. Studies of immigration population conducted in Finland and Helsinki Metropolitan Area are mostly done with descriptive statistical methods mostly employed for describing social patterns and participation of immigrant population within the whole population. Employment of inferential statistical methods, spatial statistical methods, precisely Exploratory Spatial Data Analysis (ESDA methods), specifically Global and Local Moran's Index is becoming extremely important because of the quantitative and qualitative results which can be gained. This thesis is consisted of analysis of immigrant population patterns, conducted by Global and Local Moran's Index used by ArcGIS and GeoDa software. ArcGIS is a market leading, commercial GIS package for computation, analysis and production of different sorts of GIS analysis and results. Spatial statistic toolbox, as integral part of ArcGIS software package is used for interpretation of spatial statistics results (maps, graphs, reports etc.), which can be obtained, by use of several different methods. GeoDa is non-commercial software, relatively new in GIS practice in Finland, focusing specifically in spatial statistics analysis. It is used for manipulation and operationalization of spatial data analysis, designed for implementation of different and unique (Bivariate Moran’s I, etc.) ESDA techniques. Both software are computing comparable but different results, quantitatively and visually. For global measurements of spatial autocorrelation and presence of clustering within analyzed area Global Moran’s Index is employed. Local measurements and for mapping of possible cluster and outlier occurrences (Anselin Local Moran’s Index) is being used. Employment of weight matrix produced in ArcGIS and GeoDa is allowing creation of conceptualization of spatial weight matrix on the same principles in ArcGIS and GeoDa. Conceptualization of weight matrix in the case of lattice data with shared border is contiguity concept. Contiguity concept is using queen concept for defining neighbors, because it allows bigger analyzing capacity. Both software are using same statistical equations but outcome results are showing variety of differences, because of the differences in computing, presenting and visual displaying of the results. GeoDa is producing more significant statistical and visual results. The task is to test and compare computational, visual and analytical capabilities and possibilities of both software and analyze quality of outcome results (maps, diagrams, box plots, etc.) Data on immigration population is provided by HSY (Helsingin Seudun Ympäristö) with the lattice grid level size (1x1km, 500x500m, 250x250m). Purpose of my thesis is also to analyze lattice data with new square grid sizes (50x50m), which are inputting more specific local area inputs for location of local spatial autocorrelation and hot spot activities. Creation of new lattice size is motivated by conceptualizing of the data which is aggregated on the building level (Pks_vaki). Main motive is to try to detect new trends in development of clustering and clusters of immigrant population in Greater Helsinki, formulate and impose scale and area size from a different perspective. Results are informing about undetected process of clustering in the central areas of Helsinki not noticed in the previous studies of immigration population. They are offering different perspective on the problem of clustering of immigration population in Helsinki Metropolitan area.
  • Norola, Meri (2015)
    Tutkimuksessa perehdytään kolmen helsinkiläiskoulun arkeen opettajien näkökulmasta. Tarkastelussa ovat sosiaaliset prosessit, jotka vaikuttavat kouluihin paikallisella tasolla. Tutkimuksella pyritään täydentämään aiempaa kvantitatiivista tutkimusta ja keskitytään kahteen näkökulmaan: siihen, miten alue näkyy koulujen arjessa ja toisaalta siihen, miten koulut vastaavat alueella ilmeneviin haasteisiin. Tutkimus on osa professori Hannu Simolan johtamaa Toimiva lähikoulu -hanketta. Koulujen arki näyttää aiemman tutkimuksen valossa erilaiselta eripuolilla Helsinkiä. Aiemmissa koulujen eriytymistä koskevissa tutkimuksissa on huomattu, että koulujen oppimistuloksia voidaan ennustaa oppilaaksiottoalueiden sosioekonomisen rakenteen perusteella (Bernelius 2013). Koulujen joukosta erottuu kuitenkin oppilaitoksia, jotka tuottavat odotettua parempia tuloksia. Oppimistulosten alueellinen eriytyminen haastaa käsitteen tasa-arvoisesta peruskouluinstituutiosta ja luo uudenlaisia haasteita kouluihin. Ilmiön keskiössä toimivat luokanopettajat, jotka kohtaavat työssään nämä naapurustovaikutukset ja asuinalueiden segregaation tuottamat haasteet. Tutkimus on otteeltaan kvalitatiivinen ja toteutettiin tapaustutkimuksena kolmella helsinkiläisellä ala-asteella, jotka sijaitsivat sosioekonomisesti haastavilla alueilla, mutta tuottivat odotettua parempia oppimistuloksia. Aineisto koostui kymmenestä opettajien teemahaastattelusta, jotka tehtiin tutkimuskouluilla keväällä 2014. Analyysimenetelmänä käytettiin sisällönanalyysiä. Oppilaaksiottoalueiden haastava sosioekonominen rakenne näytti luovan kouluille erityisiä haasteita. Nämä haasteet tunnistettiin ja niihin koulukohtaisia toimintatapoja ja käytänteitä. Opettajat kokivat työskentelyn tutkimuskouluissa keskimääräistä haastavammaksi. Tutkimuskoulut olivat pystyneet tästä huolimatta tuottamaan toimivan ja välittävän työyhteisön, joka panosti opettajien, oppilaiden ja perheiden hyvinvointiin. Alueen haasteiden tiedostaminen ja huomioon ottaminen vaikuttaa johtaneen tutkimuskouluissa toimivien rakenteiden ja työyhteisöjen muodostumiseen. Opettajien suhtautuminen työhön ja työyhteisön sitoutuminen vaikuttavat olevan avainasemassa toimivan koulun rakentumisessa. Parhaimmillaan koulussa muodostettua yhteisöllisyyttä pystyttiin ulottamaan myös ympäröivälle asuinalueelle. Tällaiset koulut kykenevät tukemaan opettajia työssään ja luomaan oppilaille ympäristön, jossa oppimisessa saavutetaan hyviä tuloksia keskimääräistä heikommista lähtökohdista huolimatta. Koulut pystyivät toiminnallaan torjumaan paikallisesti segregaation negatiivisia vaikutuksia.
  • Helle, Aino (2015)
    The seas and oceans are the scene of multiple human actions, all of which cause pressures on the marine environment. Marine spatial planning (MSP) systematizes the evaluations of the spatial impacts of the human actions and take into consideration the cumulative impacts of the actions. A probabilistic model is constructed to estimate the impacts of oil shipping and offshore wind power on 16 species. The quantitative indicators of impacts are the loss of breeding success of 5 birds, the loss of the early development stages of 3 fish species and the change in the probability of presence/absence of 3 benthic species and 5 algae. The thesis model works as an independent application, but can be merged as such into an MSP tool that works with a geoinformatic system (GIS) interface. The impacts of offshore wind power and oil shipping, and especially the possible oil spill, have been studied at other marine areas, but there are only few studies about their impacts in the brackish water conditions of the Baltic Sea. The study area of this thesis is the eastern Gulf of Finland (EGOF). The model is constructed using Bayesian networks (BNs) which are graphical probabilistic models. The most important human pressures caused by the actions are identified based on literature and placed in the model accordingly. The pressures caused by operational offshore wind power are the disturbance to birds and underwater noise. The pressures caused by oil shipping are underwater noise and the oil exposure of species after a possible oil spill. The attenuation of the pressures as a function of increasing distance from the source of pressure is calculated mathematically, where possible. Expert elicitation is conducted to fill in the gaps in existing data over the subject. Altogether 6 experts were interviewed and another two were consulted informally. The different types of data are integrated in the BN, which allows quantified comparisons between different management options and alternative scenarios. The model predicts that both human actions have negative impacts on the marine environment of the EGOF. The impacts of an offshore wind mill will realize without uncertainty but they will be negligible. An oil spill, on the other hand, is unlikely to happen, but if it does, the losses will be extensive. The disturbance of the wind mill on birds extends to some hundreds of metres from the mill, depending on the bird species. The losses of the early development stages of fish caused by the underwater noise of a wind mill are nearly certainly below 20% at all distances from the mill for all studied species. With the most likely sound pressure levels of tankers, the losses to the early development stages of the fish also remain below 20% with a high level of certainty at all distances. At these tanker noise levels, the harmless noise class of <90 dB re 1µPa will be reached at some kilometres of the fairway, depending on the original noise level from a tanker. Three alternative oil shipping scenarios for 2020 were compared. The differences among the scenarios are negligible both when it comes to the impacts of underwater noise on fish and to the probability of a species to get exposed to oil. The model successfully describes the impacts of the human pressures that are known to take place, such as the impacts of offshore wind power, but requires a GIS environment and drift models to be able to predict the probabilities of an oil exposure. The applicability of the model can be increased by taking into consideration additional human actions and a wider selection of human pressures. The thesis model is a part of a MSP tool produced in TOPCONS (Transboundary tools for the spatial planning and conservation of the Gulf of Finland) project, which is a prototype of a tool that can be later applied at marine areas worldwide.
  • Mäkinen, Jussi (2015)
    Species composition of a local habitat is a sample of regional species pool. Stress and disturbance define the environmental conditions and control the vegetation on the local scale. The variation of stress and disturbance inside a region control fluctuations in species richness and species composition. This thesis examines the effect of local stress and disturbance on the relationship between local and regional vascular plant species pools in arctic-alpine environment. The relationship is studied through beta-diversity, which measures the ratio of local and regional species richness. It tells how many times larger the regional species pool is compared to the local species pool. If stress, disturbance and biotic competition didn’t limit the species dispersal at the local scale, there would be the same species composition in every habitat and no variance in beta-diversity. Stress level is studied through soil temperature, moisture and pH. Stress variables determine the resource shortage, which limits the primary production and species richness. Earth surface processes (ESP) are a major disturbance in a low-productive environment. ESPs modify physical conditions of a habitat, destroy vegetation and change the availability of resources. Stress and disturbance are distributed by local topography, which is measured with a mesotopographical index. The research was carried out by analyzing an environmental data, which was sampled in Finnish Lapland in 2011–2013. The data consists of 21 research grids that hold together 3360 research plots. A research grid is considered a region for which regional species richness was computed based on its plots’ species pools. Beta-diversity was computed to every research plot as a ratio of regional and local species richness. The effect of environment on beta-diversity was studied through Spearman correlation coefficient and statistical modeling. Generalized linear models (GLM) were used to find out the best combination of stress variables in explaining the variation of beta-diversity and the change in explained variation after bringing ESPs in the model. The relational shares of stress and disturbance variables in explaining beta-diversity were studied with generalized boosted regression models (GBM). Beta-diversity is strongly distributed spatially by mesotopography. Local species richness increases and beta-diversity decreases when moving from a ridge through a slope to a valley. Mesotopography controls habitats’ stress level and ESPs distribution, which is why it has such a strong impact on vegetation. Other noteworthy controllers of beta-diversity are soil moisture, wind driven erosion, known as deflation and fluvial disturbance. Deflation and fluvial disturbance are more effective in controlling beta-diversity than stress variables. It was found that stress and disturbance affect beta-diversity both in positive and negative ways. Mesotopograhy divides the environment in different parts, where there are different controllers of local habitat and vegetation. In the valley there is fluvial disturbance which is related to productive habitat and low values in beta-diversity. Fluvial disturbance lowers stress level and competition which removes the species dispersal obstacles. A large share of regional species pool has dispersed in valleys. Deflation operates on the ridge where it erodes soil and raises stress level. This prevents many species from dispersing to ridges and in doing so raises the beta-diversity. There are no strong ESPs in the slope, for which beta-diversity is controlled by variable snow cover driven soil moisture. Moist habitats have higher species richness and lower beta-diversity than dry habitats. The absence of ESPs may increase competition between plant species. This research shows that the variance of beta-diversity is driven by the descending local species richness along mesotopographical index. Beta-diversity is controlled by ESPs which also are distributed by mesotopography. Stress is a minor driver of beta-diversity.
  • Heikkilä, Laura (2015)
    Matkailuelinkeino on merkittävä osa paikallistaloutta, sillä se vaikuttaa positiivisesti niin alueelliseen kehitykseen kuin tulo- ja työllisyysvaikutuksiin. Suomenlinnan merilinnoitus on pääkaupunkiseudulla sijaitseva Unescon kulttuuriperintökohde, jonka ensisijainen tavoite on kulttuuriarvojen ja rakennusperinnön ylläpito, suojeleminen ja kehittäminen. Kohteen matkailutoiminta tavoittelee kestävän matkailun periaatteiden mukaista ympärivuotista ja elinvoimaista palvelutarjontaa. Paikallistaloudellisen vaikutuksen esittäminen on tärkeää maailmanperintökohteen kehittämisen kannalta, vaikka linnoituksen tavoite ei ole taloudellisen voiton tai kävijämäärän absoluuttisen määrän kasvattaminen. Suomenlinnan hoitokunnan toimenpidesuunnitelmassa paikallistaloudellisten vaikutuksien arvio on osa tulevaisuuden toiminnan suunnittelua sekä talous- ja yhteistyöneuvotteluiden perustaa. Tämä tutkimus arvioi Suomenlinnan kävijöiden rahankäytön paikallistaloudellisia vaikutuksia sen lähialueella Helsingissä perustuen Metsähallituksen Luontopalveluiden ja Metsäntutkimuslaitoksen yhteistyössä luomaan PAAVO-laskentamalliin. Kyseistä laskentamallia käytettiin tässä tutkimuksessa ensimmäistä kertaa muualla kuin Metsähallituksen hallinnoimissa kansallispuistossa, joiden taloudellisten vaikutuksien arviointiin malli on alun perin suunniteltu yhdysvaltalaisen Michigan State Universityn Money Generation Model 2 - mallin (MGM2) pohjalta. PAAVO-laskentamalli arvioi paikallistaloudellisia vaikutuksia kohteen kävijämäärän, keskimääräisen kävijäkulutuksen ja alueellisten muuttujien avulla. Laskentamalli laskee kohteen suoran käyttöarvon, ei kokonaisarvoa. Tutkimus toteutettiin kvantitatiivisella menetelmällä. Tutkimusaineisto kerättiin touko-elokuun 2014 aikana PAAVO-laskentamallin vaatimusten mukaisesti. Tutkimustuloksia analysoitiin Metsähallituksen ASTA-kävijätietokantajärjestelmän avulla. Linnoituksen vuosittainen minimitulovaikutus on 35 miljoonaa euroa ja minimityöllisyysvaikutus 307 henkilötyövuotta, kun tuloksia tarkastellaan niiden kävijöiden osalta, joille kohde oli tärkein heidän matkallaan. Vaikutusanalyysissä otetaan huomioon myös niiden kävijöiden vaikutus, joille kohde oli yksi monista matkakohteista, sillä näistä kävijöistä yli puolet olivat ulkomaalaisia. Kaiken kaikkiaan valtion sijoittamista kustannuksista Suomenlinnan kävijöiden rahankäyttö tuottaa alueelle takaisin noin 5-25 euroa jokaista kulutettua euroa kohden. Suomenlinnan välittömien ja välillisten tulovaikutuksien vertailu osoittaa kohteen paikallistalouden olevan elinkeinoltaan aktiivinen. Suuri osa työllisyysvaikutuksista kohdistuu välittömästi paikallisalueelle. Suomenlinnan kävijät kuluttavat suurimman osan rahasta majoitus-, kahvila- ja ravintolapalveluihin, paikallisliikenteeseen sekä ohjelma- ja virkistyspalveluihin. Ulkomaalaiset matkailijat tuottavat suurimman tulo- ja työllisyysvaikutuksen. PAAVO-laskentamallin nähtiin soveltuvan Suomenlinnan merilinnoituksen paikallistaloudellisten vaikutusten arviointiin, vaikka tuloksia tulikin tarkastella hieman eri näkökulmista kuin muissa tutkimuskohteissa, joissa PAAVO-laskentamallia on sovellettu. Aihetta ei ole aikaisemmin tutkittu kyseisessä kohteessa, mutta nyt Suomenlinnan hoitokunnalla on työvälineet paikallistaloudellisten vaikutusten jatkoseurantaan tulevaisuudessa.
  • Schäfer, Elisa (2015)
    With the ongoing global biodiversity loss, approaches to measuring and monitoring biodiversity are necessary for effective conservation planning, especially in tropical forests. Remote sensing is a very potential tool for biodiversity mapping, and high spatial resolution imaging spectroscopy allows for direct estimation of tree species diversity based on spectral reflectance. The objective of this study is to test an approach for estimating tree species alpha diversity in a tropical montane forest in the Taita Hills, Kenya. Tree species diversity is estimated based on spectral variation of high spatial resolution imaging spectroscopy data. The approach is an unsupervised classification, or clustering, applied to objects that represent tree crowns. Airborne imaging spectroscopy data and species data from 31 field plots were collected from the study area. After preprocessing of the spectroscopic imagery, a minimum noise fraction (MNF) transformation with a subsequent selection of 13 bands was applied to the data to reduce its noise and dimensionality. The imagery was then segmented to obtain objects that represent tree crowns. A clustering algorithm was applied to the segments, with the aim of grouping spectrally similar tree crowns. Experiments were made to find the optimal range for the number of clusters. Tree species richness and two diversity indices were calculated from the field data and from the clustering results. The clusters were assumed to represent species in the calculations. Correlation analysis and linear regression analysis were used to study the relationship between diversity measures from the field data and from the clustering results. It was found that the approach succeeded well in revealing tree species diversity patterns with all three diversity measures. Despite some factors that added error to the relationship between field-derived and clustering-derived diversity measures, high correlations were observed. Especially tree species richness could be modelled well using the approach (standard error: 3 species). The size of the considered trees was found to be an important determinant of the relationships. Finally, a tree species richness map was created for the study area. With further development, the presented approach has potential for other interesting applications, such as estimation of beta diversity, and tree species identification by linking the reflectance properties of individual crowns to their corresponding species.
  • Kyytsönen, Tiina (2015)
    Tutkimuksen tarkoitus on tehdä tilannekatsaus siitä, mitä piilokojukatselu on, ketä se houkuttelee ja mikä siinä houkuttelee. Piilokojukatselussa petoeläinten houkutteleminen näkö- ja valokuvausetäisyydelle perustuu ruokintaan. Toiminta keskittyy erityisesti ruskeakarhuun, mutta myös suteen sekä ahmaan. Tutkimus perustuu dualistiseen ajattelutapaan, jossa toiseuden ja autenttisuuden merkitys matkailussa korostuvat. Tätä tukee myös käsitys nykyajan post-fordistisesta turistista, jolle matkailukokemuksen elämyksellisyys ja erilaisuus ovat merkittävämmässä asemassa kuin aiemmin tyypilliselle, massaturismia suosivalle fordistiselle turistille. Lisäksi turismin autenttisuudesta puhuttaessa tärkeään osaan nousee autenttisuuden lavastaminen. Piilokojukatselu on Suomessa verrattain uusi tuote ja täten sitä on tutkittu melko vähän. Toiminta on kasvattanut suosiotaan kiihtyvällä tahdilla ja näin ollen tuotteen, asiakkaiden sekä osallistumisen motiivien tunteminen on tärkeää, jotta toimintaa voidaan kehittää paremmaksi. Tutkimus keskittyy Kainuun maakunnassa sijaitseviin Kuhmoon ja Suomussalmeen. Tutkimuksessa yhdistettiin erilaisia metodeja tapaustutkimukselle ominaisella tavalla. Kvantitatiivista menetelmää edustivat asiakkaille suunnatut kyselylomakkeet ja kvalitatiivista menetelmää yrittäjien haastattelut. Kyselylomakkeita lähetettiin kuuteen yritykseen. Käyttökelpoisia vastauksia saatiin 121 kappaletta ja vastausprosentiksi muodostui 28,8. Haastattelut toteutettiin viiden yrityksen kanssa, ja yhden yrityksen haastattelu korvattiin pienimuotoisella sähköpostikyselyllä aikataulujen yhteensopimattomuuden vuoksi. Kyselyyn vastanneista 46,3 prosenttia oli suomalaisia ja 53,7 prosenttia ulkomaalaisia, pääasiassa brittiläisiä ja ruotsalaisia. Tyypillinen piilokojuasiakas on länsieurooppalainen, 30–60 -vuotias, vähintään alemman korkeakoulututkinnon suorittanut henkilö, joka saapuu kohteeseen ystäviensä tai kumppaninsa kanssa. Erityisesti ulkomaalaisilla on jo ennestään paljon kokemusta kaupallisista, luonnonympäristössä sijaitsevista eläinkatselukohteista eri puolilta maailmaa. Tärkeimmät motiivit osallistua piilokojukatseluun ovat eläinten näkeminen niiden luonnollisessa ympäristössä sekä hyvien luontokuvien saaminen. Valtaosa asiakkaista pitää katselukokemusta aitona, luonnollisena sekä elämyksellisenä. Palveluntarjoajista kaikki pitävät katselutilannetta niin aitona kuin se vain voi Suomen olosuhteissa olla. Post-fordistisen turistin ominaisuudet täyttyvät melko hyvin piilokojukatselijoiden ollessa kokeneempia, itsenäisempiä sekä joustavampia verrattuna fordistiseen turistiin. Myös arvomaailmaltaan piilokojukatselija on lähempänä post-fordistista turistia muun muassa ympäristötietoisuuden ja aitouden arvostamisen osalta. Suurin osa asiakkaista asuu suuremmissa kaupungeissa, mikä tukee väitettä toiseuden kokemisen tavoittelusta: luonnon periferia toimii pakopaikkana kaupunkien kiireestä ja melusta. Monet asiakkaista ovat matkustelleet wildlife-kohteissa ympäri maailmaa ja seuraavaksi halutaan nähdä jotain uutta, esimerkiksi karhu. Näin ollen Suomen periferia nouseekin wildlife-matkaajan maailmankartalle otollisena paikkana nähdä kyseinen eksoottinen eläin. Piilokojutoiminnan autenttisuus on osaltaan teeskenneltyä, koska alueella on sinne kuulumattomia elementtejä, kuten katselukoju sekä ruokaa. Nämä kuitenkin ovat välttämättömiä turismitoiminnan edellytyksiä. Joissakin yrityksissä voidaan puhua lavastetusta autenttisuudesta, koska asiakkaalta piilotetuilla elementeillä, kuten karhujen liikettä ohjaavilla pitkospuilla, parannetaan kokemuksen laatua. Toisaalta verrattuna moneen muuhun turismitoimintaan, piilokojukatselun voidaan sanoa olevan verrattain aitoa.
  • Kalpio, Aino (2015)
    Tässä tutkimuksessa perehdytään lukion maantieteen opetuksen sähköistämiseen niin yhteiskunnan digitaalisen murroskauden kuin myös ainetta opettavien opettajien kautta. Lukion maantieteen opettajien asema tutkimuksessa on keskeinen, koska heidän vastuullaan on opetussuunnitelman mukaisesti toteuttaa opetusta nykypäivän vaatimusten mukaan. Sähköistäminen on tapahtunut vauhdilla eivätkä opetusmenetelmät ole pysyneet mukana. Nuoret käyttävät usein sähköisiä välineitä paremmin kuin opettajansa. Ero kasvaa, kun opetetaan vanhoilla menetelmillä ja välineillä arjessaan uutta teknologiaa käyttäviä nuoria. Arjen ja tulevaisuuden vaatimukset tulisi saada kunnolla osaksi kouluopetusta. Viimeistään ylioppilaskirjoitusten sähköistäminen syksyllä 2016 herättää siihen, että sähköisiä opetusmenetelmiä ja -välineitä tulisi käyttää jo nyt. Mutta mikä tilanne on nyt ja miten opettajat asiaan suhtautuvat? Tässä tutkimuksessa selvitettiin sähköisen kyselytutkimuksen avulla eri puolella Suomea työskentelevien lukion maantieteen opettajien (n = 96) käyttämiä sähköisiä opetusmenetelmiä ja -välineitä sekä asenteita koko sähköistämistapahtumaan. Kolmantena tutkimuskysymyksenä toimi opetuksen sähköistymisen tulevaisuuden kehitys. Kyselyä täydensi kolmen asiantuntijan haastattelut aihepiiristä. Kyselyn tulokset analysoitiin ja esitettiin tilastokuvioina aina laitekäytettävyydestä oman tietoteknologiseen osaamisen arviointiin. Tulosten analysoinnin yleisenä linjana paljastui lukion maantieteen opettajien myönteinen asenne muutoksia kohtaan teoriassa, mutta uusien menetelmien ja välineiden ottaminen konkreettisesti mukaan opetukseen ei ollut ajan tasalla. Koulutuksen ja ajan puute, vähäiset resurssit ja osaamattomuus nousivat suurimmiksi kompastuskiviksi. Tutkimuksen mukaan opettajat kokivat, että ylioppilaskirjoitusten sähköistäminen tapahtuu liian nopeasti eikä koettu, että siitä olisi tiedotettu tarpeeksi. Perusohjelmat ja sähköiset opetusvälineet olivat käytössä yleisesti, mutta esimerkiksi tilastollisia menetelmiä ja paikkatieto-ohjelmia ei hyödynnetty vielä kaikkialla Suomessa. Tuloksista nousee esiin kysymys sähköisten ylioppilaskirjoitusten ajoituksesta ja siitä, miten maantieteen opetuksen käytännön puoli saataisiin mukaan päättäjätason edellyttämän kehityksen mukaiseksi.
  • Torkkeli, Mari (2015)
    Tavoitteet. Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida opiskelijoiden ja opettajan kokemuksia tehostetussa kisällioppimisessa lukion pitkän matematiikan kurssilla. Tehostettu kisällioppiminen on oppilaskeskeinen opetusmenetelmä, jossa opiskelijat oppivat matematiikkaa pienryhmissä opettajan toimiessa ohjaajana. Tutkimuskysymykset käsittivät opettajan ja opiskelijoiden toiminnan tarkastelun tehostetussa kisällioppimisessa kokonaisuutena sekä opiskelijoiden kokemukset pienryhmäoppimisessa. Menetelmät. Tutkimukseen osallistui 20 erään suomalaisen lukion pitkän matematiikan Vektorit-kurssin opiskelijaa. Tutkimusaineisto kerättiin huhti-toukokuussa 2014. Opiskelijoiden ja opettajan kokemuksia tehostetusta kisällioppimisesta tutkittiin kyselytutkimuksilla, pienryhmä- ja yksilöhaastatteluilla, välittömällä Post-it -palautteella sekä ei-osallistuvalla havainnoinnilla. Aineisto analysoitiin laadullisella aineiston sisällönanalyysillä ja lisäksi opiskelijoilta kerätyn loppukyselyn aineiston osalta käytettiin aineiston kvantifiointia. Aineiston luotettavuuden parantamiseksi tutkija harjoitteli ei-osallistuvaa havainnointia Helsingin yliopiston matematiikan laskupajassa, jossa tehostettu kisällioppiminen on käytössä. Tulokset ja johtopäätökset. Tutkimustulokset osoittavat, että opiskelijoiden ja opettajan kokemukset tehostetusta kisällioppimisesta lukion pitkän matematiikan kurssilla ovat myönteiset, ja matematiikan oppiminen on tehokasta. Pienryhmässä oppiminen mahdollistaa vertaistuen, matematiikasta keskustelun, mukavan oppimisilmapiirin ja opettajan tarvittavan tuen. Tehostetulle kisällioppimiselle on ominaista hetkessä mukana -periaate, jonka ansiosta vaikeiden matematiikan tehtävien tekeminen onnistuu. Opettaja pääsee käyttämään asiantuntijuuttaan monipuolisesti tehostetussa kisällioppimisessa. Tutkimuksen opetusmenetelmä antaa opiskelijalle valtaa ja vastuuta, mikä opettajajohtoisen oppimisen jälkeen on muutostilanne opiskelijoille. Tehostettua kisällioppimista voidaan kehittää digitalisoinnin avulla. Vaikuttaa siltä, että tehostettu kisällioppiminen on mainio opetusmenetelmä matematiikan oppimisessa vastatakseen jatko-opintojen ja työelämän tarpeisiin.
  • Suvanto, Miika (2015)
    3D-tulostamisella on potentiaalia muuttaa tavaroiden valmistamista merkittävällä tavalla. Mallintaminen parantaa kaikentasoisten oppijoiden ymmärrystä vaikeista, absrakteista asioista ja muuttaa matematiikan monimutkaisia käsitteitä helposti sisällytettäviksi esineiksi. Oppijat arvostavat itse tekemistä ja 3D-tulostaminen on yksi helpoimmista tavoista luoda monimutkaisia esineitä. 3D-tulostaminen vaatii aina tietokoneella luodun kolmiulotteisen mallin, joka voidaan luoda itse tai se voidaan ladata jonkun muun valmiiksi tekemänä. Itse mallien tekemiseen löytyy useita erilaisia ohjelmia, joista monet helppokäyttöiset ovat oppimiskäyttöön ilmaisia. Tietokoneen, jolla mallinnusta tehdään, ei tarvitse olla erityisen suuri laskenteholtaan, ja normaalit kotitietokoneet käyvät ongelmitta. Tärkein hankittava osa on itse 3D-tulostin, joita saa normaalin paperitulostimen kokoisesta aina auton kokoisiin laitteisiin. Kotikäyttöiset mahtuvat hyvin luokkahuoneisiin tai tarvikevarastoon. Tulostimien hinnat ovat viimein tulleet tarpeeksi mataliksi, jotta niiden hankkiminen koulun käyttöön on mahdollista. Työn tarkoituksena on esitellä 3D-tulostin opetusvälineenä ja löytää käyttötarkoituksia ja perusteita sen käytölle. Työn ohessa toteutettiin vapaaehtoisryhmälle 7-luokkalaisia kokeilu, jossa katsottiin miten he kykenevät omaksumaan 3D-mallinnuksen perusteet ja ymmärtävät suunnitellessaan tulevaa tulostamista. Oppilaat käyttivät opetustuokion ajan mallinnusohjelmaa ja heiltä samaan aikaan kysyttiin mielipiteitä ja ajatuksia 3D-mallinnuksen ja tulostamisen käyttämisestä opetuksessa. Oppilaat toivoivat, että oppitunneilla otettaisiin käyttöön 3D-tulostin. Vaikka kysymykset esitettiin nimenomaan matematiikan opetuksen näkökulmasta, esittivät oppilaat ideoita myös muiden kouluaineiden opetukseen. Opetuksessa tekniikkaa voidaan käyttää joko siten, että oppijat käyttävät sitä aktiivisesti jonkin matemaattisen ilmiön oppimiseksi, tai vaihtoehtoisesti opettaja voi käyttää sitä esimerkkikappaleiden tekemiseen. 3D-tulostamisen suuria hyötyjä on se, että sillä voidaan tuottaa laitteen asettamissa rajoissa hyvinkin monimutkaisen muotoisia kappaleita. Esimerkkeinä tällaisista opettajan esimerkkimalleista tutkielmasta löytyy esimerkiksi kolmion pyörähdyskappaleita ja kuution erilaisten lävistäjien havainnollistamiseksi tehty malli. Johtopäätöksenä päädyttiin siihen, että 3-ulotteinen tulostaminen sopii opetuksessa parhaiten opettajan oppimateriaalin tuottamiseen. Oppilaskäytössä laite toimisi parhaiten lähinnä vapaavalintaisissa matematiikan kursseissa. Myös matematiikan oppiminen voisi hyötyä selvästi kolmiulotteisen ajattelun parantumisen muodossa, mutta matematiikan tunneilla ei ole tarpeeksi ylimääräistä aikaa. Paras yhdistelmä voitaisiinkin saada sillä, että koulun teknisten töiden tai kuvaamataidon opettaja opettaisi omiin tunteihinsa liittyen laitteen käyttöä, jolloin matematiikan oppitunneilla kyettäisiin hyödyntämään 3D-tulostamista ilman siihen liittyvää turhan suurta ajallista panostamista.
  • Jouni, Koponen (2015)
    Tässä tutkielmassa tarkastellaan matematiikan ja taiteen yhteyksiä geometrian maailmassa. Tutkielman tarkoituksena on nostaa esiin sellaisia käsitteitä ja teemoja, joita voidaan käsitellä yhtäältä niin kuvataiteen kuin matematiikankin oppitunneilla. Tutkielma pyrkii omalta osaltaan edistämään matematiikan ja kuvataiteen ainerajojen ylittämistä. Täydellistä ja kokonaisuuden tyhjentävää esitystä matematiikan ja taiteen yhteyksistä ei voida tässä tutkielmassa antaa, sillä tällaisen kokonaiskuvan rakentaminen ei mahtuisi pro gradu -tasoisen tutkielman sivuille. Tässä tutkielmassa nostetaan esiin opetuksellisesti mielenkiintoisia teemoja. Sellaisia teemoja, joita on mahdollista käyttää esimerkiksi lukio-opetuksessa. Tutkielmassa on kolme päälukua, joissa käsitellään pääosin euklidiseen ja epäeuklidiseen geometriaan liittyviä aiheita. Ensimmäisen luvun alussa annetaan lyhyt historiallinen katsaus matematiikan ja taiteen yhteyksiin. Lisäksi tarkastelemme millaisia työkaluja matemaatikot ovat historian saatossa voineet luoda taiteilijoiden avuksi. Perspektiiviopin ollessa yksi merkittävin työkalu, keskittyy tutkielman toinen luku kokonaisuudessa perspektiivin käsitteeseen. Perspektiiviä tarkastellaan historiallisesta, matemaattisesta ja taiteellisesta näkökulmasta. Kolmas luku käsittelee epäeuklidista geometriaa. Tässä luvussa annetaan esimerkki eräästä hyperbolisen geometrian mallista. Tarkastelemme erityisesti Poincarén kiekkomallia. Yhteys matematiikan ja taiteen välille saadaan lopuksi esittelemällä M.C. Escherin Circle limit –teokset. Tutkielma on pyritty kirjoittamaan siten, että sitä pystyisi seuraamaan matemaatikkojen lisäksi taiteilijat. Matemaattisia esitietoja ei siis välttämättä tarvita. Geometrian lukiotasoinen tietämys on kuitenkin suositeltavaa kokonaisuuden paremman ymmärtämisen varmistamiseksi.
  • Kittilä, Anniina (2015)
    Bedrock fracturing is considerably extensive and distinct in Finland, and the fractures that are open, conductive and interconnected usually control the groundwater flow paths in fractured bedrock. This highlights the importance of knowing the locations and hydraulic connections of water conducting fracture zones particularly in mining areas, because they can transport adverse substances outside the mining area. In this study, it is focused on examining possible hydraulic connections of bedrock groundwater by using the stable isotopes of oxygen (δ18O) and hydrogen (δ2H). The study was carried out in the Talvivaara mining area in Northeastern Finland alongside a project from the Geological Survey of Finland (GTK). After November 2012, when a leakage of acidic, metal-containing waste water occurred in the gypsum ponds, there was an urgent need to study the groundwater transport routes in the bedrock fractures. The aim was to find hydraulic connections between surface water and groundwater, and to study the flow of the groundwater in the fracture zones based on the different isotopic characteristics of waters from different sources and isotopic similarities. Most of the materials used in this study were obtained from the results of the project from the GTK. These materials included geophysical interpretations of the locations and water content of the main fracture zones and the results from the geochemical analyzes. Together with the interpretations of groundwater flow direction based on hydraulic heads these materials formed a frame for this study. The isotope composition of 39 water samples from bedrock wells, shallow wells and surface water was analyzed using cavity ring-down spectroscopy (CRDS) method. The surface waters were clearly distinguished based on their evident evaporation signal, but no significant such a signal was observed in the bedrock and shallow groundwaters. However, similarities between groundwater from different depths of same well were found, in addition to similarities between different wells along same fracture zones. Although the isotopes did not indicate surface water contamination, groundwater contamination with smaller amounts of water is possible, in which case the changes in isotope composition are not yet significant, while certain elements have elevated concentrations. A NE-SW oriented fracture zone passing in the center of the study area was concluded to have the most important role in collecting and transporting groundwater outside the mining area. More detailed interpretations would require regular sampling for a longer period of time to better distinguish naturally and artificially induced changes both in the isotopic but also geochemical compositions. Also the usage of packer tests possibly together with pumping tests would be useful in obtaining more comprehensive image of the groundwater flow in the fracture zones and their hydraulic connections.
  • Polvi-Huttunen, Silja (2015)
    This work considers learning meaningful sets of chemical reactions called pathways and groups of species called Operational Taxonomical Units (OTUs) from metagenomic data. The methods are based on Nonnegative Matrix Factorization (NMF). The rows of our data matrix correspond to metagenomic samples and columns correspond to chemical reactions present in the samples. In order to learn both pathways and OTUs as well as relationships between them, we consider ways to factorize the data matrix into three factors instead of two. Denoting the samples times reactions data matrix by V, our factorization problem setting is to find nonnegative matrices W, H and P so that V is approximately WHP. The matrix W tells what OTUs are present in each of the samples, P defines pathways as combinations of reactions while H describes what pathways are implemented by which OTUs. We first discuss two standard NMF algorithms based on different objective functions and four sparsity constrained variants. Sparsity constrained variants are designed to produce output matrices with few values significantly above zero. We are interested in sparser variants because metagenomic pathways are short, thus the method should find a representation where only a small set of reactions is present in each pathway. We describe how using a standard two-factor NMF method twice yields a three-factor representation. We briefly mention an existing method, Nonnegative Matrix Tri-factorization (NMTF), that learns all three matrices W, H and P simultaneously. However, this method applies hard orthogonality constraints, i.e. it only finds solutions where the matrices W and P are orthogonal. Because of this constraint, NMTF is not suitable in our biological problem setting. We introduce an unconstrained method called NMF3 as well as a sparsity constrained variant SNMF3 based on Sparse Nonnegative Matrix Factorization (SNMF) and show how both of these algorithms can be derived. In order to compare the different algorithms' performance, we have built two synthetic data sets. Both sets are based on human intestinal species and pathway information available in an existing biological database. One of the data matrices can be exactly factorized into the underlying matrices used to generate the data. The other data set is built through simulating a sampling process that introduces noise and strictly limits the number of observed reactions per sample. We tested factorization methods discussed in the thesis on both data sets, using 100 to 1500 samples. We compare the methods and show and discuss the results. We found differences between NMF variants that use different objective functions. Many methods perform well on our task, surprisingly even in the case where the number of pathways is greater than the number of samples. Varying the number of samples affected the results less than we expected. Instead, we found that all algorithms performed significantly better on the factorizable data than on the simulated set.We conclude that the number of available metagenomic samples does not dramatically affect the performance of the factorization methods. More important is the quality of the samples.
  • Elo, Outi (2014)
    The largest amount of actinides possibly to be released into the environment, however, can be attributed to the geological disposal of spent nuclear fuel. Neptunium is more environmentally mobile than other transuranic elements and thus could escape into the environment. The long-lived neptunium isotope Np-237 (2.14 x 10^6 y) is an actinide of concern in safety assessments of a spent nuclear fuel repositories. It is created by irradiating uranium (U-235 or U-238) in a nuclear reactor and also formed from the decay of americium (Am-241). Radiotoxic Np-237 has been identified as a dominant long-term dose contributor of nuclear waste after one million years. The Np oxidation states under environmental conditions are Np(IV) and Np(V). Under mildly oxic conditions, Np(V) is likely to be the dominant oxidation state. Neptunium is quite soluble, poorly sorbed, and readily mobile under environmental conditions making it highly relevant for research within nuclear safety aspects. Aluminosilicate clay minerals are known to sorb actinides and contribute to actinide immobilization. However, their sorption to these same minerals may also result in colloid-facilitated transport. The bentonite buffer used in the Engineered Barrier System (EBS) consists mainly of montmorillonite and is assumed to be a potential source of colloids. The potential relevance of colloids for radionuclide transport is highly dependent on the stability of colloids in different chemical environments and their interaction with radionuclides. The dimensions of colloids are 1 – 1000 nm and they have strong sorbing properties due to large specific surface area and surface charge. In low salinity groundwater conditions, colloids are mobile unlike rock surfaces. Np(V) sorption behavior on clay minerals has been previously investigated in relatively few studies. In this study, the interaction of neptunium with the clay mineral montmorillonite and bentonite colloid suspension was investigated under simplified but environmentally relevant conditions. Sorption of Np(V) on corundum, Na-montmorillonite and bentonite colloids was studied by conducting batch experiments. Zeta potential measurements were made to obtain data from the surface potential of montmorillonite. Specific surface area, BET, measurements were conducted for montmorillonite and bentonite to get information of the possible sorption capacities. In situ Attenuated Total Reflection (ATR) FT-IR spectroscopy determinations were made to identify neptunium’s surface speciation. Aim of the ATR FT-IR measurements is to identify the dominating surface reactions during the sorption of neptunium on mineral and colloid surfaces and to describe them with suitable surface complex formation models. Due to the results the neptunium adsorption onto corundum, montmorillonite and bentonite colloids is detectable. The neptunium adsorption increases as the pH of the solution increases. The sorption is relevant in pH 9 - 11. More isotherm studies are needed to examine the possible saturation of the sorption places for neptunium on the montmorillonite. In addition the reversibility, observed in the ATR FT-IR measurements, of the neptunium sorption should be studied also in batch experiments. The bond between neptunium and corundum or montmorillonite, based on zeta potential and ATR FT-IR measurements, seems to be an inner-sphere complex. For bentonite colloids it was not possible to measure ATR FT-IR because the colloids did not sorb enough neptunium to obtain any spectra. Although the ATR FT-IR measurements showed high reversibility for the bond, indicating it is rather weak inner-sphere complex.
  • Jääskeläinen, Minna (2014)
    Tieto- ja viestintätekniikan (TVT) käyttöönoton valmistelu asteittain ylioppilaskirjoituksissa kuuluu Suomen hallitusohjelmaan. Ylioppilaskokeiden sähköistämishankkeesta vastaa ylioppilastutkintolautakunnan (YTL) Digabi-projekti. Kokeet siirretään sähköisiksi kevääseen 2019 mennessä. Kemian ylioppilaskoe muuttuu sähköiseksi syksyllä 2018. Tutkimus on osa kemian ylioppilaskokeen kehittämishanketta Kemian opettajankoulutusyksikössä. Hanketta toteutetaan yhteistyössä YTL:n kemian jaoston kanssa. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää sähköisen kemian ylioppilaskokeen mahdollisuuksia ja haasteita. Tutkimuksessa selvitettiin, millaisia ovat sekä opiskelijoiden että opettajien kokemukset kemian sähköisen ylioppilaskokeen esimerkkitehtävien käyttöönotosta. Tutkimus on tapaustutkimus. Työssä on tutkittu sähköisen kemian ylioppilaskokeen esimerkkitehtäviä ja tehtävistä kootun kokeen käyttöönottoa kolmessa pääkaupunkiseudun lukiossa. Esimerkkitehtävät sisälsivät video- ja artikkeliaineistoa, ja tehtävissä hyödynnettiin molekyylimallinnusohjelmistoja. Aineisto koostuu 37 opiskelijan antamista kyselyvastauksista ja kolmen opettajan teemahaastattelusta. Lisäksi tietoa kerättiin suoralla havainnoinnilla. Opiskelijoiden vastaukset kyselyn avoimiin kysymyksiin ja haastatteluaineisto analysoitiin aineistolähtöisellä sisällönanalyysillä. Sekä opiskelijat että opettajat pitivät sähköisen kemian ylioppilaskokeen uudenlaisia tehtäviä käytetyn sähköisen kokeen vahvuutena. Opettajat pitivät erityisesti siitä, että videoaineiston avulla kokeellisuuteen liittyvät tehtävät voidaan toteuttaa mielekkäämmin. Opiskelijoiden mielestä tehtäviin vastaaminen tietokoneella oli sujuvampaa kuin käsin kirjoitettuna. Sekä opiskelijat että opettajat pitivät opiskelijoiden mallinnusohjelmistojen käyttötaitojen vaihtelevuutta sähköisen ylioppilaskokeen haasteena. He ilmaisivat huolensa siitä, asettuvatko kokelaat sähköisessä kokeessa eriarvoiseen asemaan tietokoneen käyttötaitojen perusteella. Opettajat pitivät haasteena sekä koulun että opiskelijoiden valmiutta kemian sähköisen ylioppilaskokeen käyttöönottoon. Heidän mielestään pitäisi olla jo nyt tiedossa ne ohjelmistot, joita sähköisessä kemian kokeessa käytetään ja ympäristö, joissa taitoja voi harjoitella. Sähköiseen kemian ylioppilaskokeeseen valmistautumisessa on huomioitava, että opiskelijat ovat saaneet riittävästi harjoitella kokeessa tarvittavia TVT-taitoja. Opettajat tarvitsevat lisäkoulutusta käyttöönoton edistämiseen.
  • Suominen, Miia (2014)
    Alkuluvuista on tiedetty tuhansia vuosia, ja jo antiikin aikaan onnistuttiin todistamaan, että alkulukuja on ääretön määrä. Alkulukukaksonen on puolestaan käsitteenä uudempi. Vain osa alkuluvuista on alkukulukukaksosia, mutta alkulukukaksosten lukumäärää ei ole onnistuttu vielä määrittämään. Alkulukukaksosten käänteislukujen summan tiedetään suppenevan ja tämän todistus esitetään tässä työssä. Johdannon ja alkulukujen lyhyen historian jälkeen perehdytään lukuteorian perusteisiin. Ensimm äiseksi käsitellään kokonaislukujen jaollisuutta ja niiden hajottamista alkutekijöihin. Tämän jälkeen todistetaan alkutekijähajotelman yksikäsitteisyys ja se, että alkulukuja on ääretön määrä. Lisäksi määritellään suurin yhteinen tekijä, pienin yhteinen jaettava, sekä kongruenssi ja todistetaan muutamia kongruenssiin liittyviä apulauseita. Kongruenssin käsittelyn jälkeen esitellään ja todistetaan Kiinalainen jäännöslause. Käsitteiden määrittelyn jälkeen tutustutaan Brunin seulaan ja todistetaan sen yksinkertaisin muoto. Tämän lisäksi esitellään kaksi lemmaa, jotka käsittelevät korkeintaan annettua lukua olevien kokonaislukujen (jotka totetuttavat määrätyn kongruenssin) lukumäärää. Tästä siirrytään todistamaan Mertensin kaava. Viimeinen osa työstä käsittelee kahta alkulukukaksosiin liittyvää lausetta. Ensimmäisessä todistetaan yläraja sellaisten alkulukukaksosten lukumäärälle, jotka eivät ole annettua lukua suurempia. Jälkimmäisessä lauseessa todistetaan alkulukukaksosten käänteislukujen summien suppeneminen.
  • Timperi, Kalle (2014)
    Tutkielmassa tarkastellaan satunnaisia Fourier-sarjoja ja niiden ominaisuuksia. Työ jakautuu kahteen osaan, joista ensimmäisessä tarkastellaan niin sanottuja Rademacher-kertoimisia Fourier-sarjoja, ja toisessa Brownin liikkeen konstruktiota satunnaisena Fourier-sarjana. Rademacher-kertoimisessa sarjassa annettujen determinististen Fourier-kerrointen (c_n) eteen lisätään satunnainen etumerkki, eli satunnaiskerroin ε, jolle P(ε = 1) = P(ε = −1) = 1/2. Tarkasteltavat Fourier-sarjat on määritelty välillä [−π, π], joten Rademacher-sarja voidaan tulkita tällä välillä määritellyksi satunnaiseksi funktioksi, mikäli sarja suppenee melkein kaikkialla. Tällöin voidaan kysyä, millä todennäköisyydellä tällä funktiolla on jokin ominaisuus, kuten jatkuvuus tai integroituvuus. Osoittautuu, että Rademacher-sarjan suppeneminen riippuu siitä, päteekö alkuperäisille kertoimille ehto (c_n)_{n=-\infty}^\infty \in \ell^2. Osoitamme, että mikäli tämä ehto on voimassa, suppenee sarja melkein varmasti melkein kaikkialla ja lisäksi L^2 -mielessä, jolloin se määrittelee funktion F ∈ L^2 (−π, π). Melkein varman suppenemisen osoittamiseen on ainakin kaksi tietä, joista toinen nojaa martingaalien teoriaan. Käsittelemme molempia tapoja, ja esittelemme tutkielman alkupuolella tarvittavat martingaaliteorian tulokset. Näytämme tämän jälkeen, että sarjan supetessa L^2 -mielessä pätee itse asiassa vahvempi ominaisuus e^λ|F|^2 ∈ L^1(−π, π) kaikilla λ ∈ [0, ∞). Tästä seuraa, että itse asiassa F kuuluu kaikkiin L^p -avaruuksiin arvoilla p ∈ [0, ∞). Tästä herää kysymys, päteekö tulos myös arvolle p = ∞. Konstruoimmekin osion lopuksi lakunaaristen Fourier-sarjojen avulla esimerkkejä funktioista F , joille yllä kuvatussa tilanteessa F ∈ L^p(−π, π) kaikilla p ∈ [0, ∞), mutta kuitenkin F \notin L^∞(−π, π). Tarkastelemme tämän jälkeen tapausta (c_n)_{n=−\infty}^infty \notin \ell^2. Tällöin Rademacher-sarja melkein varmasti hajaantuu ja oskilloi melkein joka pisteessä x ∈ [−π, π] ja sarja melkein varmasti ei esitä mitään välin [−π, π] mittaa. Osoitamme kuitenkin, että mikäli kertoimet c_n kasvavat enintään polynomista vauhtia, on aina olemassa välin [−π, π] periodinen distribuutio, jonka Fourier kertoimet muodostavat jonon (c_n)_{n=−\infty}^infty. Tutkielman loppuosassa johdamme Brownin liikkeelle esityksen satunnaisena Fourier-sarjana. Käytämme tässä apuna Karhunen-Lòeve –Teoreemaa, joka antaa yleisen menetelmän satunnaisprosessin esittämiseksi satunnaisena sarjana. Todistamme aluksi Karhunen-Lòeve –Teoreeman ja tämän jälkeen johdamme Brownin liikeen KL-sarjakehitelmän, joka osoittautuu sini-sarjaksi, jossa kertoimet ovat normaalijakautuneita, riippumattomia satunnaismuuttujia.
  • Karvonen, Toni (2014)
    Kalmanin suodin ja sen approksimatiiviset yleistykset epälineaarisille systeemeille ovat stokastisten dynaamisten systeemien tilaestimoinnin perustyökaluja. Oleellinen kysymys näitä suotimia käytettäessä on, ovatko ne jossakin mielessä stabiileja. Lineaarisella Kalmanin suotimella on vahvoja eksponentiaalisia stabiilisuusominaisuuksia, mutta epälineaarisille Kalmanin suotimille osoitetut stabiilisuustulokset ovat hyvin heikkoja. Näiden tulosten tarkentaminen ja vahvistaminen on avoin tutkimuskohde. Tässä tutkielmassa esitellään lineaarisen Kalmanin suotimen merkittävimmät stabiilisuustulokset ja olemassa olevat tulokset epälineaarisille Kalmanin suotimille. Lineaarisen Kalmanin suotimen stabiilisuus vaatii säätötekniset oletukset systeemin havaittavuudesta (englanniksi detectability) ja stabiloituvuudesta. Nämä oletukset mahdollistavat epäoptimaalisen lineaarisen tilaestimaattorin, johon liittyvä virhekovarianssimatriisi on rajoitettu, konstruoimisen, jolloin Kalmanin suotimen lineaarisen minimivarianssin ominaisuutta voidaan hyödyntää. Varsinaisessa stabiliisuustodistuksessa käytetään erästä Ljapunovin stabiilisuusteorian yleistystä. Epälineaarisista Kalmanin suotimista tutkielmassa käsitellään pääasiassa laajennettua Kalmanin suodinta ja hajustamatonta Kalmanin suodinta. Molemmille suotimille todistetaan stokastisia stabiilisuustuloksia erittäin tiukin oletuksin, jotka eivät mahdollista stabiilisuuden toteamista etukäteen. Tulokset saadaan erään stokastista stabiilisuutta koskevan lemman melko suoraviivaisella soveltamisella, vaikkakin hajustamattomalle Kalmanin suotimille todistettaviin tuloksiin vaaditaan myös eräiden approksimaatioiden muuntamista yhtälöiksi diagonaalisten satunnaismatriisien avulla. Hajustamatonta Kalmanin suodinta koskevat tulokset voidaan yleistää kaikilla epälineaarisille Kalmanin suotimille (tai gaussisille suotimille). Nämä tulokset ovat kuitenkin hyvin kvalitatiivisia ja niiden ainoa konkreettinen anti on kohinakovarianssimatriisien virittämisen vaikutuksen selventäminen, mistä tutkielmassa esitetään muutamia yksinkertaisia numeerisia esimerkkejä. Tutkielman lopussa kartoitetaan eräitä mahdollisesti lupaavia menetelmiä, joita ei ole tähän mennessä käytetty epälineaaristen Kalmanin suotimien stabiilisuuden tutkimiseen. Näitä menetelmiä ovat Fourier'n-Hermiten sarjakehitelmä ja teleskooppisummamenetelmä, jonka avulla on aikaisemmin tutkittu partikkelisuotimien tasaista konvergenssia.