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We consider a linear regression model for which we assume that some of the observed variables are irrelevant for the prediction. Including the wrong variables in the statistical model can either lead to the problem of having too little information to properly estimate the statistic of interest, or having too much information and consequently describing fictitious connections. This thesis considers discrete optimization to conduct a variable selection. In light of this, the subset selection regression method is analyzed. The approach gained a lot of interest in recent years due to its promising predictive performance. A major challenge associated with the subset selection regression is the computational difficulty. In this thesis, we propose several improvements for the efficiency of the method. Novel bounds on the coefficients of the subset selection regression are developed, which help to tighten the relaxation of the associated mixed-integer program, which relies on a Big-M formulation. Moreover, a novel mixed-integer linear formulation for the subset selection regression based on a bilevel optimization reformulation is proposed. Finally, it is shown that the perspective formulation of the subset selection regression is equivalent to a state-of-the-art binary formulation. We use this insight to develop novel bounds for the subset selection regression problem, which show to be highly effective in combination with the proposed linear formulation.
In the second part of this thesis, we examine the statistical conception of the subset selection regression and conclude that it is misaligned with its intention. The subset selection regression uses the training error to decide on which variables to select. The approach conducts the validation on the training data, which oftentimes is not a good estimate of the prediction error. Hence, it requires a predetermined cardinality bound. Instead, we propose to select variables with respect to the cross-validation value. The process is formulated as a mixed-integer program with the sparsity becoming subject of the optimization. Usually, a cross-validation is used to select the best model out of a few options. With the proposed program the best model out of all possible models is selected. Since the cross-validation is a much better estimate of the prediction error, the model can select the best sparsity itself.
The thesis is concluded with an extensive simulation study which provides evidence that discrete optimization can be used to produce highly valuable predictive models with the cross-validation subset selection regression almost always producing the best results.
This dissertation deals with consistent estimates in household surveys. Household surveys are often drawn via cluster sampling, with households sampled at the first stage and persons selected at the second stage. The collected data provide information for estimation at both the person and the household level. However, consistent estimates are desirable in the sense that the estimated household-level totals should coincide with the estimated totals obtained at the person-level. Current practice in statistical offices is to use integrated weighting. In this approach consistent estimates are guaranteed by equal weights for all persons within a household and the household itself. However, due to the forced equality of weights, the individual patterns of persons are lost and the heterogeneity within households is not taken into account. In order to avoid the negative consequences of integrated weighting, we propose alternative weighting methods in the first part of this dissertation that ensure both consistent estimates and individual person weights within a household. The underlying idea is to limit the consistency conditions to variables that emerge in both the personal and household data sets. These common variables are included in the person- and household-level estimator as additional auxiliary variables. This achieves consistency more directly and only for the relevant variables, rather than indirectly by forcing equal weights on all persons within a household. Further decisive advantages of the proposed alternative weighting methods are that original individual rather than the constructed aggregated auxiliaries are utilized and that the variable selection process is more flexible because different auxiliary variables can be incorporated in the person-level estimator than in the household-level estimator.
In the second part of this dissertation, the variances of a person-level GREG estimator and an integrated estimator are compared in order to quantify the effects of the consistency requirements in the integrated weighting approach. One of the challenges is that the estimators to be compared are of different dimensions. The proposed solution is to decompose the variance of the integrated estimator into the variance of a reduced GREG estimator, whose underlying model is of the same dimensions as the person-level GREG estimator, and add a constructed term that captures the effects disregarded by the reduced model. Subsequently, further fields of application for the derived decomposition are proposed such as the variable selection process in the field of econometrics or survey statistics.
Nonlocal operators are used in a wide variety of models and applications due to many natural phenomena being driven by nonlocal dynamics. Nonlocal operators are integral operators allowing for interactions between two distinct points in space. The nonlocal models investigated in this thesis involve kernels that are assumed to have a finite range of nonlocal interactions. Kernels of this type are used in nonlocal elasticity and convection-diffusion models as well as finance and image analysis. Also within the mathematical theory they arouse great interest, as they are asymptotically related to fractional and classical differential equations.
The results in this thesis can be grouped according to the following three aspects: modeling and analysis, discretization and optimization.
Mathematical models demonstrate their true usefulness when put into numerical practice. For computational purposes, it is important that the support of the kernel is clearly determined. Therefore nonlocal interactions are typically assumed to occur within an Euclidean ball of finite radius. In this thesis we consider more general interaction sets including norm induced balls as special cases and extend established results about well-posedness and asymptotic limits.
The discretization of integral equations is a challenging endeavor. Especially kernels which are truncated by Euclidean balls require carefully designed quadrature rules for the implementation of efficient finite element codes. In this thesis we investigate the computational benefits of polyhedral interaction sets as well as geometrically approximated interaction sets. In addition to that we outline the computational advantages of sufficiently structured problem settings.
Shape optimization methods have been proven useful for identifying interfaces in models governed by partial differential equations. Here we consider a class of shape optimization problems constrained by nonlocal equations which involve interface-dependent kernels. We derive the shape derivative associated to the nonlocal system model and solve the problem by established numerical techniques.
In this thesis, we consider the solution of high-dimensional optimization problems with an underlying low-rank tensor structure. Due to the exponentially increasing computational complexity in the number of dimensions—the so-called curse of dimensionality—they present a considerable computational challenge and become infeasible even for moderate problem sizes.
Multilinear algebra and tensor numerical methods have a wide range of applications in the fields of data science and scientific computing. Due to the typically large problem sizes in practical settings, efficient methods, which exploit low-rank structures, are essential. In this thesis, we consider an application each in both of these fields.
Tensor completion, or imputation of unknown values in partially known multiway data is an important problem, which appears in statistics, mathematical imaging science and data science. Under the assumption of redundancy in the underlying data, this is a well-defined problem and methods of mathematical optimization can be applied to it.
Due to the fact that tensors of fixed rank form a Riemannian submanifold of the ambient high-dimensional tensor space, Riemannian optimization is a natural framework for these problems, which is both mathematically rigorous and computationally efficient.
We present a novel Riemannian trust-region scheme, which compares favourably with the state of the art on selected application cases and outperforms known methods on some test problems.
Optimization problems governed by partial differential equations form an area of scientific computing which has applications in a variety of areas, ranging from physics to financial mathematics. Due to the inherent high dimensionality of optimization problems arising from discretized differential equations, these problems present computational challenges, especially in the case of three or more dimensions. An even more challenging class of optimization problems has operators of integral instead of differential type in the constraint. These operators are nonlocal, and therefore lead to large, dense discrete systems of equations. We present a novel solution method, based on separation of spatial dimensions and provably low-rank approximation of the nonlocal operator. Our approach allows the solution of multidimensional problems with a complexity which is only slightly larger than linear in the univariate grid size; this improves the state of the art for a particular test problem problem by at least two orders of magnitude.
Rückkehrprozesse aus Genderperspektive: remigrierte (Spät-)Aussiedler-Ehepaare in Westsibirien
(2019)
Die Studie untersucht die Rückkehrprozesse von (Spät-)Aussiedler-Ehepaaren aus Deutschland nach Westsibirien. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Sichtweisen der Frauen und Männer hinsichtlich ihrer gemachten Erfahrung der Remigration gelegt. Darüber hinaus analysiert die Studie einerseits die Gemeinsamkeiten und Unterschiede beider Geschlechter im Hinblick auf die Rückkehrmotive, die Zufriedenheit mit der Wiederanpassung in Russland sowie die Einstellung hinsichtlich einer erneuten Migration nach Deutschland. Andererseits fokussiert die Arbeit auf die Geschlechterverhältnisse unter den Ehegatten im Prozess der Entscheidungsfindung zur Remigration. Die Studie folgt einem qualitativen methodischen Ansatz und verbindet verschiedene Forschungsrichtungen, genauer (Re)Migrations-, Familien-, (Spät-)AussiedlerInnen- und Geschlechterforschung.
Heimatfabrik Lokalmuseum bietet einen neuen Blick auf lokal verankerte Museen. Anhand von ausgewählten Fallbeispielen, die durch eine quantitative Untersuchung von etwa 370 Museen im Großherzogtum Luxemburg und in der belgischen Region Wallonien ergänzt werden, analysiert die Autorin, welche Identifikationsangebote bäuerliche Alltagsmuseen, Stadtmuseen, Industriemuseen, Kriegsmuseen und Auswanderermuseen ihren Besuchern bieten. Wen schließen die Museumsverantwortlichen durch ihre Erzählweisen ein und wen grenzen sie aus? Wie gehen sie mit sprachlichen, konfessionellen, kulturellen, sexuellen und soziale Minderheiten um?
Das Buch beginnt mit der Klärung der Frage, wie sich das Heimatverständnis in Luxemburg in Luxemburg und im angrenzenden Wallonien im Spannungsfeld zwischen dem klassischen Heimatbegriff des deutschsprachigen Raums und der Inwertsetzung der Landschaft durch die französischen Humangeographen seit der Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt hat. Aus diesem unterschiedlichen Zugang zu dem was als enger Kreis des gesellschaftlichen Zusammenhalts empfunden wird, ergeben sich verschiedene Typen von lokalhistorischen Museen, die die Autorin in historischer Perspektive vorstellt.
Indem sie Dinge des Alltags durch die Aufnahme in ihre Sammlungen zu symbolischen Zeichenträgern einer Gesellschaft erheben sind Museen privilegierte Orte für die Schaffung von Heritage. Mit den Ausstellungen erzeugen die Museumsträger eine subjektiv empfundene gesellschaftliche Einheit, die von manchen Besucher als Heimat angenommen oder abgelehnt wird, andere wiederum gleichgültig lässt. Vor diesem Hintergrund dieser Feststellung beschäftigt sich die Autorin mit dem, was unter lokalem heritage zu verstehen ist und welcher gestalterischen Mittel sich die Verantwortlichen von lokalhistorischen Museen bedienen um ihre Vorstellung von Heimat zu konstruieren. Anhand der Themenbereiche bäuerlicher Alltag, Natur, Ein- und Auswanderung, Krieg sowie Industrie geht das Buch der Frage nach, wie interne und externe Museumsstakeholder das vom Museum vermittelte Heimatbild und damit verbunden auch die nationale Geschichtskultur mitbestimmen.
Das Buch möchte dazu beitragen, den Blick einer interessierten Öffentlichkeit für lokales Kulturerbe zu schulen sowie Historiker auf das Potenzial von lokalhistorischen Museen hinzuweisen. In diesem Sinne ist die Untersuchung auch ein Plädoyer für die Anerkennung der Besonderheit von außerakademischer historischer Aufarbeitung und für die Verstärkung der Zusammenarbeit zwischen universitärer und außeruniversitärer Forschung.
In der Vorrede zur ersten Auflage von Die Welt als Wille und Vorstellung legt Arthur Schopenhauer dem Leser seines Werkes seine Absicht nahe, welche in der Mitteilung eines „einzigen Gedankens“ besteht. Doch dieser mitzuteilende Gedanke wird an keiner Stelle des Werkes explizit und direkt als solchen von Schopenhauer ausgesprochen und genannt. Dies gibt bis heute in der Schopenhauer-Forschung Anlass zu kontroversen Auseinandersetzungen: Wie lautet Schopenhauers „einziger Gedanke“? Wo befindet er sich konkret? Und ist er überhaupt mitteilbar?
Trotz zahlreicher Forschungsarbeiten zur Thematik des „einzigen Gedankens“ wurde bisher der Einfluss der indischen Philosophie, genauer des Oupnek’hat, vernachlässigt, obwohl genauestens nachgewiesen und nachgezeichnet werden kann, mit welchen Quellen sich Schopenhauer zum Zeitpunkt der Entstehung seiner Philosophie intensiv beschäftigt hat. Auch verweist er selbst immer wieder auf bestimmte Stellen aus dem Oupnek’hat und zitiert Passagen an ganz wesentlichen Stellen in seinem Werk.
Um den „einzigen Gedanken“ im Werk Schopenhauers erfassen zu können, reicht es nicht aus, nur vom Hauptwerk selbst auszugehen, sondern es müssen ebenfalls die Jahre und Schriften während der Entstehung seiner Philosophie bis zum Hauptwerk berücksichtigt werden, und damit verbunden auch die Quellen, die Schopenhauer beeinflusst haben, wozu insbesondere das Oupnek’hat samt seinen eigenen Randnotizen gehört.
This thesis discusses revue as a significantly inter-cultural genre in the history of global theatre. During the ‘modernisation’ period in Europe, America and Japan, most major urban cities experienced a boom in revue venues and performances. Few studies about revue have yet been done in theatre studies or in urban cultural studies. My thesis will attempt to reevaluate and redefine revue as a highly intercultural theatre genre by using the concept of liminality. In other words, the aim is to examine revue as a genre built on ‘modern composition of betweenness’, bridging seemingly opposing elements, such as the foreign and the domestic, the classic and the innovative, the traditional and the modern, the professional and the amateur, high and low culture, and the feminine and the masculine. The goal is to regard revue as a liminal genre constructed amidst the negotiations between these binaries, existing in a state of constant flux.
The purpose of this approach is to capture revue as a transitory phenomena in five dimensions: conceptual, spatial, temporal, categorical and physical. Over the course of six chapters, this
inter-disciplinary discussion will reveal the reasons why and the ways by which revue came to establish its prominent position in the Japanese theatre industry. The whole structure is also an attempt to provide plausible ways to apply sociological considerations to theatre studies.
Die vorgelegte Dissertation trägt den Titel Regularization Methods for Statistical Modelling in Small Area Estimation. In ihr wird die Verwendung regularisierter Regressionstechniken zur geographisch oder kontextuell hochauflösenden Schätzung aggregatspezifischer Kennzahlen auf Basis kleiner Stichproben studiert. Letzteres wird in der Fachliteratur häufig unter dem Begriff Small Area Estimation betrachtet. Der Kern der Arbeit besteht darin die Effekte von regularisierter Parameterschätzung in Regressionsmodellen, welche gängiger Weise für Small Area Estimation verwendet werden, zu analysieren. Dabei erfolgt die Analyse primär auf theoretischer Ebene, indem die statistischen Eigenschaften dieser Schätzverfahren mathematisch charakterisiert und bewiesen werden. Darüber hinaus werden die Ergebnisse durch numerische Simulationen veranschaulicht, und vor dem Hintergrund empirischer Anwendungen kritisch verortet. Die Dissertation ist in drei Bereiche gegliedert. Jeder Bereich behandelt ein individuelles methodisches Problem im Kontext von Small Area Estimation, welches durch die Verwendung regularisierter Schätzverfahren gelöst werden kann. Im Folgenden wird jedes Problem kurz vorgestellt und im Zuge dessen der Nutzen von Regularisierung erläutert.
Das erste Problem ist Small Area Estimation in der Gegenwart unbeobachteter Messfehler. In Regressionsmodellen werden typischerweise endogene Variablen auf Basis statistisch verwandter exogener Variablen beschrieben. Für eine solche Beschreibung wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen den Variablen postuliert, welcher durch ein Set von Modellparametern charakterisiert ist. Dieses Set muss auf Basis von beobachteten Realisationen der jeweiligen Variablen geschätzt werden. Sind die Beobachtungen jedoch durch Messfehler verfälscht, dann liefert der Schätzprozess verzerrte Ergebnisse. Wird anschließend Small Area Estimation betrieben, so sind die geschätzten Kennzahlen nicht verlässlich. In der Fachliteratur existieren hierfür methodische Anpassungen, welche in der Regel aber restriktive Annahmen hinsichtlich der Messfehlerverteilung benötigen. Im Rahmen der Dissertation wird bewiesen, dass Regularisierung in diesem Kontext einer gegen Messfehler robusten Schätzung entspricht - und zwar ungeachtet der Messfehlerverteilung. Diese Äquivalenz wird anschließend verwendet, um robuste Varianten bekannter Small Area Modelle herzuleiten. Für jedes Modell wird ein Algorithmus zur robusten Parameterschätzung konstruiert. Darüber hinaus wird ein neuer Ansatz entwickelt, welcher die Unsicherheit von Small Area Schätzwerten in der Gegenwart unbeobachteter Messfehler quantifiziert. Es wird zusätzlich gezeigt, dass diese Form der robusten Schätzung die wünschenswerte Eigenschaft der statistischen Konsistenz aufweist.
Das zweite Problem ist Small Area Estimation anhand von Datensätzen, welche Hilfsvariablen mit unterschiedlicher Auflösung enthalten. Regressionsmodelle für Small Area Estimation werden normalerweise entweder für personenbezogene Beobachtungen (Unit-Level), oder für aggregatsbezogene Beobachtungen (Area-Level) spezifiziert. Doch vor dem Hintergrund der stetig wachsenden Datenverfügbarkeit gibt es immer häufiger Situationen, in welchen Daten auf beiden Ebenen vorliegen. Dies beinhaltet ein großes Potenzial für Small Area Estimation, da somit neue Multi-Level Modelle mit großem Erklärungsgehalt konstruiert werden können. Allerdings ist die Verbindung der Ebenen aus methodischer Sicht kompliziert. Zentrale Schritte des Inferenzschlusses, wie etwa Variablenselektion und Parameterschätzung, müssen auf beiden Levels gleichzeitig durchgeführt werden. Hierfür existieren in der Fachliteratur kaum allgemein anwendbare Methoden. In der Dissertation wird gezeigt, dass die Verwendung ebenenspezifischer Regularisierungsterme in der Modellierung diese Probleme löst. Es wird ein neuer Algorithmus für stochastischen Gradientenabstieg zur Parameterschätzung entwickelt, welcher die Informationen von allen Ebenen effizient unter adaptiver Regularisierung nutzt. Darüber hinaus werden parametrische Verfahren zur Abschätzung der Unsicherheit für Schätzwerte vorgestellt, welche durch dieses Verfahren erzeugt wurden. Daran anknüpfend wird bewiesen, dass der entwickelte Ansatz bei adäquatem Regularisierungsterm sowohl in der Schätzung als auch in der Variablenselektion konsistent ist.
Das dritte Problem ist Small Area Estimation von Anteilswerten unter starken verteilungsbezogenen Abhängigkeiten innerhalb der Kovariaten. Solche Abhängigkeiten liegen vor, wenn eine exogene Variable durch eine lineare Transformation einer anderen exogenen Variablen darstellbar ist (Multikollinearität). In der Fachliteratur werden hierunter aber auch Situationen verstanden, in welchen mehrere Kovariate stark korreliert sind (Quasi-Multikollinearität). Wird auf einer solchen Datenbasis ein Regressionsmodell spezifiziert, dann können die individuellen Beiträge der exogenen Variablen zur funktionalen Beschreibung der endogenen Variablen nicht identifiziert werden. Die Parameterschätzung ist demnach mit großer Unsicherheit verbunden und resultierende Small Area Schätzwerte sind ungenau. Der Effekt ist besonders stark, wenn die zu modellierende Größe nicht-linear ist, wie etwa ein Anteilswert. Dies rührt daher, dass die zugrundeliegende Likelihood-Funktion nicht mehr geschlossen darstellbar ist und approximiert werden muss. Im Rahmen der Dissertation wird gezeigt, dass die Verwendung einer L2-Regularisierung den Schätzprozess in diesem Kontext signifikant stabilisiert. Am Beispiel von zwei nicht-linearen Small Area Modellen wird ein neuer Algorithmus entwickelt, welche den bereits bekannten Quasi-Likelihood Ansatz (basierend auf der Laplace-Approximation) durch Regularisierung erweitert und verbessert. Zusätzlich werden parametrische Verfahren zur Unsicherheitsmessung für auf diese Weise erhaltene Schätzwerte beschrieben.
Vor dem Hintergrund der theoretischen und numerischen Ergebnisse wird in der Dissertation demonstriert, dass Regularisierungsmethoden eine wertvolle Ergänzung der Fachliteratur für Small Area Estimation darstellen. Die hier entwickelten Verfahren sind robust und vielseitig einsetzbar, was sie zu hilfreichen Werkzeugen der empirischen Datenanalyse macht.
This dissertation investigates corporate acquisition decisions that represent important corporate development activities for family and non-family firms. The main research objective of this dissertation is to generate insights into the subjective decision-making behavior of corporate decision-makers from family and non-family firms and their weighting of M&A decision-criteria during the early pre-acquisition target screening and selection process. The main methodology chosen for the investigation of M&A decision-making preferences and the weighting of M&A decision criteria is a choice-based conjoint analysis. The overall sample of this dissertation consists of 304 decision-makers from 264 private and public family and non-family firms from mainly Germany and the DACH-region. In the first empirical part of the dissertation, the relative importance of strategic, organizational and financial M&A decision-criteria for corporate acquirers in acquisition target screening is investigated. In addition, the author uses a cluster analysis to explore whether distinct decision-making patterns exist in acquisition target screening. In the second empirical part, the dissertation explores whether there are differences in investment preferences in acquisition target screening between family and non-family firms and within the group of family firms. With regards to the heterogeneity of family firms, the dissertation generated insights into how family-firm specific characteristics like family management, the generational stage of the firm and non-economic goals such as transgenerational control intention influences the weighting of different M&A decision criteria in acquisition target screening. The dissertation contributes to strategic management research, in specific to M&A literature, and to family business research. The results of this dissertation generate insights into the weighting of M&A decision-making criteria and facilitate a better understanding of corporate M&A decisions in family and non-family firms. The findings show that decision-making preferences (hence the weighting of M&A decision criteria) are influenced by characteristics of the individual decision-maker, the firm and the environment in which the firm operates.