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Internet interventions have gained popularity and the idea is to use them to increase the availability of psychological treatment. Research suggests that internet interventions are effective for a number of psychological disorders with effect sizes comparable to those found in face-to-face treatment. However, when provided as an add-on to treatment as usual, internet interventions do not seem to provide additional benefit. Furthermore, adherence and dropout rates vary greatly between studies, limiting the generalizability of the findings. This underlines the need to further investigate differences between internet interventions, participating patients, and their usage of interventions. A stronger focus on the processes of change seems necessary to better understand the varying findings regarding outcome, adherence and dropout in internet interventions. Thus, the aim of this dissertation was to investigate change processes in internet interventions and the factors that impact treatment response. This could help to identify important variables that should be considered in research on internet interventions as well as in clinical settings that make use of internet interventions.
Study I (Chapter 5) investigated early change patterns in participants of an internet intervention targeting depression. Data from 409 participants were analyzed using Growth Mixture Modeling. Specifically a piecewise model was applied to model change from screening to registration (pretreatment) and early change (registration to week four of treatment). Three early change patterns were identified; two were characterized by improvement and one by deterioration. The patterns were predictive of treatment outcome. The results therefore indicated that early change should be closely monitored in internet interventions, as early change may be an important indicator of treatment outcome.
Study II (Chapter 6) picked up on the idea of analyzing change patterns in internet interventions and extended it by using the Muthen-Roy model to identify change-dropout patterns. A sligthly bigger sample of the dataset from Study I was analyzed (N = 483). Four change-dropout patterns emerged; high risk of dropout was associated with rapid improvement and deterioration. These findings indicate that clinicians should consider how dropout may depend on patient characteristics as well as symptom change, as dropout is associated with both deterioration and a good enough dosage of treatment.
Study III (Chapter 7) compared adherence and outcome in different participant groups and investigated the impact of adherence to treatment components on treatment outcome in an internet intervention targeting anxiety symptoms. 50 outpatient participants waiting for face- to-face treatment and 37 self-referred participants were compared regarding adherence to treatment components and outcome. In addition, outpatient participants were compared to a matched sample of outpatients, who had no access to the internet intervention during the waiting period. Adherence to treatment components was investigated as a predictor of treatment outcome. Results suggested that especially adherence may vary depending on participant group. Also using specific measures of adherence such as adherence to treatment components may be crucial to detect change mechanisms in internet interventions. Fostering adherence to treatment components in participants may increase the effectiveness of internet interventions.
Results of the three studies are discussed and general conclusions are drawn.
Implications for future research as well as their utility for clinical practice and decision- making are presented.
In dem Gebiet der Informationsextraktion angesiedelt kombiniert diese Arbeit mehrere Verfahren aus dem Bereich des maschinellen Lernens. Sie stellt einen neuen Algorithmus vor, der teil-überwachtes Lernen mit aktivem Lernen verknüpft. Ausgangsbasis ist die Analyse der Daten, indem sie in mehrere Sichten aufgeteilt werden. Hier werden die Eingaben verschiedener Personen unterteilt. Jeweils getrennt voneinander erzeugt der Algorithmus mittels Klassifizierern Modelle, die aus den individuellen Auszeichnungen der Personen aufgebaut werden. Um die dafür benötigte Datenmenge zu erhalten wird Crowdsourcing genutzt, dass es ermöglicht eine große Anzahl an Personen zu erreichen. Die Personen erhalten die Aufgabe, Texte zu annotieren. Einerseits wird dies initial für einen historischen Textkorpus vorgenommen. Dabei wird aufgeführt, welche Schritte notwendig sind, um die Annotationsaufgabe in Crowdsourcing-Portalen zur Bearbeitung anzubieten und durchzuführen. Andererseits wird ein aktueller Datensatz von Kurznachrichten genutzt. Der Algorithmus wird auf diese Beispieldatensätze angewandt. Durch Experimente wird die Ermittlung der optimalen Parameterauswahl durchgeführt. Außerdem werden die Ergebnisse mit den Resultaten bisheriger Algorithmen verglichen.
Estimation and therefore prediction -- both in traditional statistics and machine learning -- encounters often problems when done on survey data, i.e. on data gathered from a random subset of a finite population. Additional to the stochastic generation of the data in the finite population (based on a superpopulation model), the subsetting represents a second randomization process, and adds further noise to the estimation. The character and impact of the additional noise on the estimation procedure depends on the specific probability law for subsetting, i.e. the survey design. Especially when the design is complex or the population data is not generated by a Gaussian distribution, established methods must be re-thought. Both phenomena can be found in business surveys, and their combined occurrence poses challenges to the estimation.
This work introduces selected topics linked to relevant use cases of business surveys and discusses the role of survey design therein: First, consider micro-econometrics using business surveys. Regression analysis under the peculiarities of non-normal data and complex survey design is discussed. The focus lies on mixed models, which are able to capture unobserved heterogeneity e.g. between economic sectors, when the dependent variable is not conditionally normally distributed. An algorithm for survey-weighted model estimation in this setting is provided and applied to business data.
Second, in official statistics, the classical sampling randomization and estimators for finite population totals are relevant. The variance estimation of estimators for (finite) population totals plays a major role in this framework in order to decide on the reliability of survey data. When the survey design is complex, and the number of variables is large for which an estimated total is required, generalized variance functions are popular for variance estimation. They allow to circumvent cumbersome theoretical design-based variance formulae or computer-intensive resampling. A synthesis of the superpopulation-based motivation and the survey framework is elaborated. To the author's knowledge, such a synthesis is studied for the first time both theoretically and empirically.
Third, the self-organizing map -- an unsupervised machine learning algorithm for data visualization, clustering and even probability estimation -- is introduced. A link to Markov random fields is outlined, which to the author's knowledge has not yet been established, and a density estimator is derived. The latter is evaluated in terms of a Monte-Carlo simulation and then applied to real world business data.
In light of an alarming increase of sick leave and early retirement because of mental diseases, the public, political and scientific interest in an effective protection of psychological health within organizational context has been increasing for years. More and more the focus is especially on executives who influence the mental health of their employees by leadership behavior within interactions and by designing work tasks and working pro-cesses. In this regard classical and modern, explicit health-oriented leadership approaches provide valuable insights but also neglect the important influence of leadership situation on health-oriented leadership. This situation reduces the explanatory and predictive potential of available health-oriented leadership concepts.
In article 1 a conceptual framework model called Systemic Salutogenic Interaction Model (SSIM) is developed and justified that is based on findings of evidence-based leadership research but also integrates systemic concepts and key elements of the theory of saluto-genesis. The SSIM distinguishes between two levels: Within the primary system of salutogenic interaction salutogenic leadership and employees behavior for the first time are conceptualized as recipocal influence factors that influence each other (level 1). The organizational context is explicitly taken into account as significant factor outside the primary system that effects the behavior of both interaction partners mediated via cognitive pro-cesses (level 2). Due to this focus on interactions und context factors for the first time leadership situation becomes an explicit component of a health-oriented leadership concept.
First of all, article 2 focusses on the systematic analysis of the relative importance health related leadership aspects. For this purpose the TIMP-inventory was developed that records three distinct core-factors of salutogenic leadership (trust, incident management and pressure) which explain more variance of the Work-SoC construct than established general approaches and health-related leadership concepts.
In article 3 the results of a cross-sectional multilevel analysis indicate that the perceived leadership situation significantly explains variance of salutogenic leadership between teams. For the first time, this shows a significant correlation between specific aspects of leadership situation und salutogenic leadership behavior.
Within the frame of a quasi-experimental study (article 4), for the first time, a correlation is shown between salutogenic target-setting processes on executive’s side and the Work-SoC of team members. These results support an essential effect mechanism that is postulated in the SSIM. Furthermore these findings indicate that the SSIM can profitably be used within the context of salutogenic coachings, underlining its practical benefit.
Taken together the empirical findings of this dissertation support the assumption that the new SSIM approach significantly expands the explanatory und predictive potential of the health-oriented leadership concepts so far available. The results also raise a number of new, interesting questions for future research. Furthermore the SSIM broadens the perspective regarding the strategic orientation of human resource and organizational devel-opment. Especially out of the SSIM important guiding principles and innovative concepts for a target-oriented diagnostic und effective interventions can be derived. Thus this dissertation lays the foundation for a coherent, holistic oriented salutogenic leadership research und practice.
Die Polargebiete sind geprägt von harschen Umweltbedingungen mit extrem kalten Temperaturen und Winden. Besonders während der polaren Nacht werden Temperaturen von bis zu -89.2°C}$ auf dem Antarktischen Plateau beobachtet. Infolge der starken Abkühlung beginnt das Ozeanwasser zu gefrieren und die Eisproduktion beginnt. Der Antarktische Ozean ist dabei von einer ausgeprägten zwischen- und innerjährlichen Variabilität geprägt und die Eisbedeckung variiert zwischen 2.07 * 10^6 km^2 im Sommer und 20.14 * 10^6 km^2 im Winter. Die Eisproduktion und Eisschmelze beeinflussen die atmosphärische und ozeanische Zirkulation. Dynamische Prozesse führen zur Bildung von Rissen im Eis und letztlich zum Entstehen von Eisrinnen (leads). Leads sind langgestreckte Risse die mindestens einige Meter breit und hunderte Meter bis hunderte Kilometer lang sein können. In diesen Eisrinnen ist das warme Ozeanwasser in Kontakt mit der kalten Atmosphäre, wodurch die Austauschraten fühlbarer und latenter Wärme, Feuchtigkeit und von Gasen stark erhöht sind. Eisrinnen tragen zur Eisproduktion in den Polargebieten bei und sind Habitat für zahlreiche Tiere. Eisrinnen, zentraler Bestandteil der präsentierten Studie, sind bis heute nur unzureichend im Südpolarmeer erforscht und beobachtet. Daher ist es Ziel einen Algorithmus zu entwickeln, um Eisrinnen in Fernerkundungsdaten automatisiert zu identifizieren. Dabei kommen thermal-Infrarot Satellitendaten des Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) zum Einsatz, welches auf den beiden Satelliten Aqua und Terra montiert ist und seit 2000 (Terra) bzw. 2002 (Aqua) Satellitenbilder bereitstellt. Die einzelnen Satellitenbilder beinhalten die Eisoberflächentemperatur des MOD/MYD 29 Produktes, welche in einem zweistufigen Algorithmus für den Zeitraum April bis September 2003 bis 2019 prozessiert werden.
Im ersten Schritt werden potentielle Eisrinnen anhand der lokalen positiven Temperaturanomalie identifiziert. Aufgrund von Artefakten werden weitere temperatur- und texturbasierte Parameter abgeleitet und zu täglichen Kompositen zusammengefügt. Diese werden in der zweiten Prozessierungsstufe verwendet, um Wolkenartefakte von echten Eisrinnen-Observationen zu trennen. Hier wird Fuzzy Logic genutzt und eine Antarktis-spezifische Konfiguration wird definiert. In diesem werden ausgewählte Eingabedaten aus dem ersten Prozessierungslevel genutzt, um einen finalen Proxy, den Lead Score (LS), zu berechnen. Der LS wird abschließend mittels manueller Qualitätskontrolle in eine Unsicherheit überführt. Die darüber identifizierten Artefakte können so zusätzlich zur MODIS-Wolkenmaske genutzt werden.
Auf Basis der Eisrinnenbeobachtungen wird ein klimatologischer Referenzdatensatz erstellt, der die repräsentative Eisrinnenverteilung im Antarktischen Ozean für die Wintermonate April bis September, 2003 bis 2019 zeigt. In diesem ist sichtbar, dass Eisrinnen in manchen Gegenden systematischer auftreten als in anderen. Das sind vor allem die Regionen entlang der Küstenregion, des kontinentalen Schelfabhangs und einigen Erhebungen und Kanälen in der Tiefsee. Dabei sind die erhöhten Frequenzen entlang des Schelfabhangs besonders interessant und der Einfluss von atmosphärischen und ozeanischen Einflüssen wird untersucht. Ein regionales Eis-Ozeanmodell wird genutzt, um ozeanische Einflüsse in Zusammenhang mit erhöhten Eisrinnenfrequenzen zu setzen.
In der vorliegenden Studie wird außerdem ein umfangreicher Überblick über die großskalige Variabilität von Antarktischem Meereis gegeben. Tägliche Eiskonzentrationsdaten, abgeleitet aus passiven Mikrowellendaten, werden aus dem Zeitraum 1979 bis 2018 für die Klassifikation genutzt. Der dk-means Algorithmus wird verwendet, um zehn repräsentative Eisklassen zu identifizieren. Die geographische Verteilung dieser Klassen wird als Karte dargestellt, in der der typische jährliche Eiszyklus je Klasse sichtbar ist.
Veränderungen in dem räumlichen Auftreten von Eisklassen werden identifiziert und qualitativ interpretiert. Positive Abweichungen hin zu höheren Eisklassen werden im Weddell- und dem Ross-Meer und einigen Regionen in der Ostantarktis identifiziert. Negative Abweichungen sind im Amundsen-Bellingshausen-Meer vorhanden. Der neu entwickelte (Climatological Sea Ice Anomaly Index) wird genutzt, um Klassenabweichungen in der Zeitreihe zu identifizieren. Damit werden drei Jahre (1986, 2007, 2014) für eine Fallstudie ausgewählt und in Relation zu atmosphärischen Daten aus ERA-Interim und Eisdrift-Daten untersucht. Für die beiden Jahre 1986 und 2007 können bestimmte atmosphärische Zirkulationsmuster identifiziert werden, die die entsprechende Eisklassifikation beeinflusst haben. Für das Jahr 2014 können keine besonders ausgeprägten atmosphärischen Anomalien ausgemacht werden.
Der Eisklassen-Datensatz kann in Zukunft als Ergänzung zu vorhandenen Studien und für die Validierung von Meereismodellen genutzt werden. Dabei sind vor allem Anwendungen in Bezug auf den Eisrinnen-Datensatz möglich.
Evidence points to autonomy as having a place next to affiliation, achievement, and power as one of the basic implicit motives; however, there is still some research that needs to be conducted to support this notion.
The research in this dissertation aimed to address this issue. I have specifically focused on two issues that help solidify the foundation of work that has already been conducted on the implicit autonomy motive, and will also be a foundation for future studies. The first issue is measurement. Implicit motives should be measured using causally valid instruments (McClelland, 1980). The second issue addresses the function of motives. Implicit motives orient, select, and energize behavior (McClelland, 1980). If autonomy is an implicit motive, then we need a valid instrument to measure it and we also need to show that it orients, selects, and energizes behavior.
In the following dissertation, I address these two issues in a series of ten studies. Firstly, I present studies that examine the causal validity of the Operant Motive Test (OMT; Kuhl, 2013) for the implicit affiliation and power motives using established methods. Secondly, I developed and empirically tested pictures to specifically assess the implicit autonomy motive and examined their causal validity. Thereafter, I present two studies that investigated the orienting and energizing effects of the implicit autonomy motive. The results of the studies solidified the foundation of the OMT and how it measures nAutonomy. Furthermore, this dissertation demonstrates that nAutonomy fulfills the criteria for two of the main functions of implicit motives. Taken together, the findings of this dissertation provide further support for autonomy as an implicit motive and a foundation for intriguing future studies.
Imagery-based techniques have received increasing interest in psychotherapy research. Whereas their effectiveness has been shown for various psychological disorders, their underlying mechanisms remain unclear. Current research predominantly investigates intrapersonal processes, while interpersonal processes have received no attention to date. The aim of the current dissertation was to fill this lacuna. The three interrelated studies comprising this dissertation were the first to examine the effectiveness of imagery-based techniques in the treatment of test anxiety, relate physiological arousal to emotional processing, and investigate the association between physiological synchrony and multiple process measures.
Study I investigated the feasibility of a newly developed protocol, which integrates imagery-based and cognitive-behavioral components, to treat test anxiety in a sample of 31 students. The results indicated the protocol as acceptable, feasible, and effective in the treatment of test anxiety. Additionally, the imagery-based component was positively associated with therapeutic bond, session evaluation, and emotional experience.
Study II shifted the focus from the effectiveness of imagery-based techniques to client-therapist physiological synchrony as a putative mechanism of change in the same sample. The results suggested that physiological synchrony was greater than chance during both imagery-based and cognitive-behavioral components. Variability of physiological synchrony on the session-level during the imagery-based components and variability on both levels (session and dyad) during the cognitive-behavioral components were demonstrated. Furthermore, physiological synchrony of the imagery-based segments was positively assocatied with therapeutic bond. No association was found for the cognitive-behavioral components.
Study III examined both intrapersonal (i.e., clients’ electrodermal activity) and interpersonal (i.e., client-therapist electrodermal activity synchrony) processes and their associations with emotional processing in a sample of 49 client-therapist-dyads. The results suggested that higher client physiological arousal and a moderate level of physiological synchrony were associated with deeper emotional processing.
Taken together, the results highlight the effectiveness of imagery-based techniques in the treatment of test anxiety. Furthermore, the results of Studies II and III support the idea of physiological synchrony as a mechanism of change in imagery with and without rescripting. The current dissertation takes an important step towards optimizing process research within psychotherapy and contributes to a better understanding of the potency and mechanisms of change of imagery-based techniques. We hope that these studies’ implications will support everyday clinical practice.
Die vorliegende Arbeit liefert eine Kritik der Performativity-of-Economics-Debatte, welcher theoretische Probleme unterstellt werden. Dies betrifft insbesondere Defizite hinsichtlich einer handlungstheoretischen Erschließung und Erklärung ihres Gegenstandes.
Zur Überwindung dieses Problems wird eine Verknüpfung mit dem Mechanism Approach der analytischen Soziologie vorgeschlagen, welcher erstens einen explizit handlungstheoretischen Zugang bietet, zweitens über die Identifikation der zugrundeliegenden sozialen Mechanismen die Entschlüsselung sozialer Dynamiken und Prozesse erlaubt und, drittens, verschiedene Ausprägungen des zu untersuchenden Phänomens (die Performativität ökonomischer Theorien) in Theorien mittlerer Reichweite übersetzen kann. Eine Verbindung wird durch den Mechanismus der Self-fulfilling Theory als spezifische Form der Self-Fulfilling prophecy hergestellt, welche im weiteren Verlauf der Argumentation als Erklärungsinstrument des Mechanism Approach verwendet und dabei kritisch reflektiert wird.
Die handlungsbasierte Erklärung eines spezifischen Typs der Performativität ökonomischer Theorien wird schließlich anhand eines Fallbeispiels – dem Aufstieg und der Verbreitung des Shareholder-Value-Ansatzes und der zugrundeliegenden Agency Theory – empirisch demonstriert. Es kann gezeigt werden, dass mechanismenbasierte Erklärungen zur allgemeinen theoretischen Aufwertung der besagten Debatte beitragen können. Der Mechanismus der Self-fulfilling Theory im Speziellen bietet zur Erklärung des untersuchten Phänomens verschiedene Vor- und Nachteile, kann allerdings als eine theoretische Brücke ebenfalls einen fruchtbaren Beitrag leisten, nicht zuletzt indem er eine differenzierte Betrachtung des Zusammenhangs zwischen starken Formen von Performativität und selbsterfüllenden Prophezeiungen erlaubt.
Vor dem Hintergrund eines fachlichen und gesellschaftlichen Interesses an psychologischen Forschungsthemen wurde der Einsatz von Topic Modeling zu deren automatisierten und validen Identifikation erprobt und mit einem traditionellen Ansatz verglichen, der auf Klassifikationskategorien von Fachdatenbanken beruht. Kern der Arbeit sind drei Studien mit unterschiedlichen Anwendungsszenarien: (1) Die Ermittlung psychologischer Brennpunktthemen, (2) das Verhältnis zwischen gesellschaftlichen Herausforderungen und Themen der psychologischen Fachliteratur sowie (3) die Forschungsinteressen von Psychologinnen und Psychologen. In jeder dieser Studien wurden sukzessive neue methodische Schwerpunkte gesetzt. Die Erkenntnisse daraus flossen in die Entwicklung einer nutzerfreundlichen App zur Exploration und Analyse von psychologischen Forschungsthemen ein. Im Vergleich mit dem klassifikationsbasierten Ansatz erwies sich Topic Modeling als Methode der Wahl zur automatisierten und differenzierten Identifikation psychologischer Forschungsthemen. Zur externen Validierung der Themeninhalte stellte sich ein Klassifikationssystem für psychologische Fachliteratur jedoch als geeignet heraus. Einschränkungen, Implikationen für weitere Forschung sowie Folgerungen für die Weiterentwicklung digitaler Produkte von forschungsbasierten Infrastruktureinrichtungen in der Psychologie werden diskutiert. Abschließend wird eine Entscheidungsheuristik zur Auswahl geeigneter Topic-Modeling-Varianten im Kontext von Forschungsthemen vorgelegt.
The dissertation includes three published articles on which the development of a theoretical model of motivational and self-regulatory determinants of the intention to comprehensively search for health information is based. The first article focuses on building a solid theoretical foundation as to the nature of a comprehensive search for health information and enabling its integration into a broader conceptual framework. Based on subjective source perceptions, a taxonomy of health information sources was developed. The aim of this taxonomy was to identify most fundamental source characteristics to provide a point of reference when it comes to relating to the target objects of a comprehensive search. Three basic source characteristics were identified: expertise, interaction and accessibility. The second article reports on the development and evaluation of an instrument measuring the goals individuals have when seeking health information: the ‘Goals Associated with Health Information Seeking’ (GAINS) questionnaire. Two goal categories (coping focus and regulatory focus) were theoretically derived, based on which four goals (understanding, action planning, hope and reassurance) were classified. The final version of the questionnaire comprised four scales representing the goals, with four items per scale (sixteen items in total). The psychometric properties of the GAINS were analyzed in three independent samples, and the questionnaire was found to be reliable and sufficiently valid as well as suitable for a patient sample. It was concluded that the GAINS makes it possible to evaluate goals of health information seeking (HIS) which are likely to inform the intention building on how to organize the search for health information. The third article describes the final development and a first empirical evaluation of a model of motivational and self-regulatory determinants of an intentionally comprehensive search for health information. Based on the insights and implications of the previous two articles and an additional rigorous theoretical investigation, the model included approach and avoidance motivation, emotion regulation, HIS self-efficacy, problem and emotion focused coping goals and the intention to seek comprehensively (as outcome variable). The model was analyzed via structural equation modeling in a sample of university students. Model fit was good and hypotheses with regard to specific direct and indirect effects were confirmed. Last, the findings of all three articles are synthesized, the final model is presented and discussed with regard to its strengths and weaknesses, and implications for further research are determined.
Structured Eurobonds - Optimal Construction, Impact on the Euro and the Influence of Interest Rates
(2020)
Structured Eurobonds are a prominent topic in the discussions how to complete the monetary and fiscal union. This work sheds light on several issues going hand in hand with the introduction of common bonds. At first a crucial question is on the optimal construction, e.g. what is the optimal common liability. Other questions that arise belong to the time after the introduction. The impact on several exchnage rates is examined in this work. Finally an approximation bias in forward-looking DSGE models is quantified which would lead to an adjustment of central bank interest rates and therefore has an impact on the other two topics.
Ein positiver Zusammenhang von Leistungsmotivation, Flow und Wohlbefinden ist in Einzelpfaden gut belegt. Befunde, welche alle drei Variablen miteinander in Beziehung setzen, stehen in der Bildungsfor-schung noch aus. Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss einzelner Dimensionen von Leistungsmotivation & Flow auf das subjektive Wohlempfinden von Schüler/innen, unter Berücksichtigung etwaiger Media-tionseffekte durch Flow zu untersuchen. Die Grundlage der Daten bildet der erste Messzeitpunkt einer motivationsbezogenen Interventionsstudie.
Erhoben wurden die Daten im Rahmen einer prospektiven randomisierten Längsschnittstudie im Kon-trollgruppendesign (N=742; 46,2% weibl.), welche mit Schüler/innen von sieben rheinland-pfälzischen Schulen durchgeführt wurde. Leistungsmotivation, Wohlbefinden und Flow wurden mit folgenden In-strumenten erfasst: Petermann & Winkel (2007a&b): Fragebogen zur Leistungsmotivation; Flow-Skala (in Anlehnung an Rheinberg et al., 2003); Flourishing-Skala (in Anlehnung an Diener et al., 2009). Ausge-wertet wurden die Daten mittels Mediatoranalysen per multipler Regression mit SPSS.
Die Ergebnisse multipler Regressionsanalysen konnten sowohl in der Primar-, als auch Sekundarstufe direkte Effekte einzelner Leistungsmotivationsskalen auf das subjektive Wohlbefinden belegen. Zudem wurden in den Jahrgansstufen 2&3,4&5,7&9 der Zusammenhang zwischen Leistungsmotivation und Wohlbefinden durch Flow-Erleben mediiert. In der Jahrgangsstufe 11 konnte kein Mediationseffekt gefunden werden.
Die Ergebnisse bestätigen vorliegende Korrelationsstudien und identifizieren Flow als einen zentralen Mediator zwischen der Leistungsmotivation und dem Wohlbefinden bei Schüler/innen. Die Reflexion dieser Befunde eröffnet großes Potential für die weitere Ausarbeitung und Implementierung Flow-förderlicher Interaktionen in der Schule.
Die vorliegende Arbeit zielt auf die Erstellung eines Programmes, das zu Beginn des Studiums insbesondere den zu wenig bewegten Studierenden über den gesamten Ausbildungszeitraum an der Hochschule hinweg ein artgerechten Bewegungsverhalten vermittelt und dieses nachhaltig habitualisiert.
Im einleitenden Kapitel 1 werden die Kernfragen formuliert, die in den Kapiteln 2 bis 4 zu beantwortet sind, um Schlussfolgerungen für die Programmerstellung ziehen zu können. Daneben werden Begrifflichkeiten definiert, die zentral für die Arbeit sind. Neben der antipodischen Darstellung von ‚Körperlicher Aktivität‘ und ‚Körperlicher Inaktivität‘, denen sich schon kurz nach der Mitte des 20. Jahrhunderts die interdisziplinäre Sportwissenschaft zugewandt hat, wird auch eine Präzisierung der Begriffe Bewegung (in Abgrenzung zu Sport) und Fitness (vs. Gesundheit) vorgenommen, um im Folgenden ein operationalisierbares Instrumentarium vorweisen zu können. Ableitend aus den Erkenntnissen der Sportwissenschaft – insbesondere der Sportmedizin – werden in Anlehnung an die ‚Nationalen Empfehlungen zu Bewegung und Bewegungsförderung‘ Vorgaben formuliert, welche Inhalte, Umfänge und Intensitäten an Bewegung wöchentlich zu erfüllen sind, um von einer artgerechten Bewegung sprechen zu können.
Das Kapitel 2, das die sportmedizinischen Befunde zum Thema Bewegungsmangel in den Fokus rückt, stellt einerseits die Auswirkungen von Bewegungsmangel auf das Individuum in den Mittelpunkt und betrachtet andererseits die Effekte auf die Gesellschaft. Bezogen auf das Individuum wird festgehalten, dass Morbidität in sehr vielfältigen Formen durch Bewegungsmangel ansteigt und andererseits eine artgerechte Bewegung ein hohes Schutzpotential für körperliche und geistige Funktionsfähigkeit besitzt. Es wird gezeigt, dass Bewegungsmangel zurecht als Risikofaktor Anerkennung gefunden hat, da er alleine – sowie in Kombination mit Fehlernährung – zu Störungen im Stoffwechsel führen kann, die ihrerseits mannigfaltige negative Effekte auslösen, die zum Anstieg vieler Erkrankungen (z.B. Herz-Kreislauferkrankungen wie Hypertonie, Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes mellitus Typ 2, Haltungsstörungen, psychische Störungen) führen, die die Lebensqualität senken und die Lebensspanne reduzieren können.
Neben der höheren Inzidenz von Erkrankungen kann Bewegungsmangel zu z.T. massiven Einschränkungen von Alltagsfunktionen führen. Exemplarisch – und mit Vorgriff auf die Pilotstudie, die im Kapitel 3 beschrieben wird – wird berichtet, wie stark die Cardiorespiratorische Fitness (CRF) unter Bewegungsmangel leidet. Es wird ein Modell vorgestellt, das zeigt, dass Menschen, die als Kind und als Erwachsene unter Bewegungsmangel leiden, eine stark verkürzte ‚Health Span‘ gegenüber durchweg bewegten Personen aufweisen.
Neben der Tatsache, dass die Funktionsfähigkeit eingeschränkt ist, wird darauf hingewiesen, dass mit den beschriebenen Prozessen auch eine Verringerung der Lebensqualität und einer Verkürzung der Lebensspanne insgesamt einhergehen können.
Dass diese Effekte nicht nur das einzelne Individuum betreffen, sondern gesamtgesellschaftliche Wirkung entfalten liegt auf der Hand und es wird dargestellt, dass weltweit an Programmen gearbeitet wird, um die ökonomischen und sozialen Folgen von Bewegungsmangel abzumildern, indem diese an der Wurzel bekämpft werden soll.
Es wird schlussgefolgert, dass die Erhöhung des Bewegungsausmaßes angestrebt werden muss, um physiologische und psychische Folgen die direkt oder indirekt auf Bewegungsmangel zurückzuführen sind, einzudämmen, damit die sowohl die ‚Life Span‘ als auch die ‚Health Span‘ verlängert werden.
Das Kapitel 3 nimmt unter Anwendung soziologischer Forschungsmethoden die Gruppe der Studierenden in den Fokus und klärt, wie sich die Zielgruppe hinsichtlich ihres Bewegungsverhaltens beschreiben lässt. Mit Blick auf die nationale Referenzstichprobe zum Gesundheitszustand und –verhalten von Studierenden werden zunächst die Ergebnisse einer eigenen Pilotstudie präsentiert. Diese basiert auf einem zweisemestrigen Lehr- und Forschungsprojekt, an dem eingangs 23 Studierende (15 weiblich, 8 männlich, Durchschnittsalter zu Beginn: 22.9 Jahre) teilnahmen. Diese wurden in einer Interventionsstudie ein- bzw. zweimal pro Woche in der Vorlesungszeit bewegt, wobei vor und nach dem Programm als auch vor und nach der Vorlesungszeit verschiedene physiologische und psychometrische Messungen durchgeführt wurden. Über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg trugen alle Probanden täglich (mit wenigen Ausnahmen) einen Fitnesstracker, der es ermöglichte das Bewegungsverhalten während der Wachzeit zu erfassen.
Neben der Tatsache, dass der Beobachtungszeitraum nicht ausreichte, um die Studierenden an das artgerechte Bewegungsverhalten, das über die Bewegungspraxiseinheiten in der Vorlesungszeit erreicht wurde, zu binden, zeigten sich Effekte, die für die Programmgestaltung von Bedeutung sind. Positiv entwickelten sich alle gemessenen physiologischen Parameter. So konnte ein Anstieg der Muskelmasse ebenso festgestellt werden wie die Verbesserung der Core-Muskulatur und der CRF. Andererseits führte der Bewegungsmangel in den Pausen nicht nur zum (fast vollständigen) Verlust dieser Gewinne, sondern es konnte auch ein Anstieg der Körperfettmasse identifiziert werden.
Die Beobachtung des Bewegungsverhaltens ergab ein Bild, das sich mit Ergebnissen der Referenzstudie deckt und zeigt, dass diese Gruppe sich ohne Anleitung deutlich unter dem zu fordernden Mindestmaß bewegt.
Dieses Ergebnis zeigte auch die Auswertung der Onlinebefragung, an der ca. 1000 Studierende teilgenommen hatten. Studierende, die regelmäßig Sport treiben, beklagen weit weniger häufig körperliche Beschwerden und psychische Belastungen als ihre Kommilitonen, die nur gelegentlich oder nie Sport treiben. Auch wenn diese Ergebnisse zu erwarten waren, überraschte die Häufigkeit des Auftretens bestimmter Beschwerden. So gaben fast 48% der Studierenden an, häufig unter Rückenbeschwerden zu leiden.
Erhellend war insbesondere das Ergebnis, dass das Spaßmotiv die wichtigste beeinflussbare Determinante ist, über die sich Studierende zu mehr Bewegung leiten lassen, wenn auch andere Barrieren niedrig gehalten werden.
Das Kapitel 4 beschäftigt sich mit den motivationalen und handlungsbezogenen Modellen zur Vorhersage des Bewegungsverhaltens und soll Erkenntnisse bündeln, wie junge unbewegte Menschen im Sinne der Zielstellung zu unterstützen sind. Der Blick in die Forschungsgeschichte und aktuelle Ansätze zeigt, dass eine Verhaltensmodifikation nur gelingen kann, wenn sowohl kognitive als auch emotionale Prozesse in den Blick genommen werden.
Ein strukturiertes Vorgehen, bei dem die unterschiedlichen Phasen des Verhaltenswechsels das Gerüst für Ansätze bietet, muss phasengerechte emotionale und kognitive Interventionen aufweisen, die passgenau die Situation des Betroffenen aufnehmen und ihm die benötigte Unterstützung anbieten. Im Sinne einer ‚tailored intervention‘ müssen die Kerndeterminanten, die sich aus den kognitiv-affektiven Kombinationsmodellen identifizieren lassen angewendet werden, um auf beiden Ebenen einen Wirkimpuls in die gleiche Richtung auszulösen. Im Mittelpunkt wird dabei die Verbesserung der Selbstwirksamkeit stehen, die auf beiden Ebenen angesprochen werden muss.
Nach einem kurzen Zwischenfazit in Kapitel 5, das die Schlussfolgerungen der Vorkapitel pointiert zusammenfasst, wird in Kapitel 6 das UiB-Konzept dargestellt. Im ersten Teil (Kapitel 6.1.) werden anhand der Phasenstruktur die Methoden und Strategien vorgestellt, die Studierende auf den Weg zu mehr Bewegung bringen und halten sollen. Das Herangehen besteht dabei darin, die Inhalte, die Didaktik und Methodik und die Formate vorzustellen und rückt dann die Aufgaben des einzusetzenden Personals in den Vordergrund. Diese Struktur wird erst in den letzten Unterkapiteln zugunsten einer Fokussierung auf die Inhalte und das Personal aufgegeben, um eine bessere Lesbarkeit ohne ein zu großes Maß an Redundanzen zu erzeugen. Für die Präkontemplationsphase werden Formate vorgestellt, die – eingepasst in den Semesterablauf der Erstsemesterstudierenden – von speziell ausgebildetem Lehrpersonal Ideen und Konzepte aus Kapitel 4 aufgreifen, um Studierende für die Problemstellung zu sensibilisieren. In der Kontemplationsphase, in der zum erstem Mal auch sogenannte Buddies, die ob ihrer eigenen Bewegungssozialisation und v.a. ihrer Nähe zur Peergroup, die Vertrauen schafft, in den Vordergrund treten, wird den interessierten Studierenden in eigens konzipierten Seminaren Wissen vermittelt, das sie in die Lage versetzt, zu entscheiden, ob das Programm einen Mehrwert für sie erbringen kann. Im Anschluss an diese Veranstaltungen (Präparationsphase) wird den Studierenden durch Buddies der Übergang in die Phase der Umsetzung aufgezeigt und mit ihnen eine Art Vertrag abgeschlossen, der schriftliches Zeugnis des Commitments ist, sich in die Phase der Umsetzung zu begeben. In der Phase der Handlungsaufnahme selbst werden die Teilnehmenden zu Buddygruppen zusammengeschlossen, die als Keimzelle des sozialen Miteinanders als wesentlicher Stützpfeiler des Programms dienen. Eine entscheidende Rolle zum Aufbau der Selbstwirksamkeit nehmen die Kursleiter ein, die den Bewegungsanfängern Zuversicht in ihre eigenen Möglichkeiten stärken sollen. Dabei agieren sie auf der Basis einer ausgearbeiteten Vermittlungs- und Inhaltsanleitung, die sehr feinschrittig für die beiden Kurstypen (Core-Kurs und Kurs Funktionales Ganzkörpertraining) ausgearbeitet wird. Exemplarisch wird dies im Kapitel 6.1.4 für den Core-Kurs dargestellt, wo beginnend mit dem Erstkontakt und dem initialen Fitnesstest ein Bogen bis hin zu dem Test im Anschluss an das Semester geschlagen wird. Schon in dieser Phase werden parallel zu den Bewegungskursen, initiiert durch die Buddies, Kontakte außerhalb des direkten Kursrahmens angeregt, die die Studierenden zu einer Gruppe formen, die als stabilisierendes Element fungiert und die Teilnehmer unterstützt im Programm zu bleiben. Diese Taktik ist auch die Kernstrategie der Phase der Aufrechterhaltung, in der die Studierenden weiter in Buddygruppen zusammengehalten werden. Neben neuen Inhalten in den Kursen, die trainingstheoretisch begründet benötigt werden, um Trainingsgewinne zu sichern, dienen diese auch dazu für Abwechslung zu sorgen und so zum Bleiben zu motivieren. Die Aktivitäten in den Gruppen werden zudem in übergreifenden Maßnahmen gebündelt, in den die Studierenden ein Selbstverständnis entwickeln sollen, Teil einer großen Gemeinschaft zu sein. Um die Fortschritte, die sich aus der Bewegung ergeben zu dokumentieren, und so den Teilnehmern zu zeigen, dass sich ihr Einsatz lohnt, werden regelmäßig Testungen durchgeführt, deren Ergebnisse mit denen der Eingangstests verglichen werden können.
Im zweiten Teil des Kapitels werden die prominenten Rollen des Kernpersonal (Übungsleiter und Buddies) beschrieben und dargelegt, wie die ausgewählt und geschult werden. Auch diese Funktionen sind den Ansätzen aus den Vorkapiteln entliehen. Einerseits zeigte die Onlinebefragung, dass viele unbewegte Studierende einen Partner vermissen, der sie beim Bewegen begleitet, andererseits zeigt der Blick in die psychologischen Modelle, dass diese Personen evident für den Aufbau einer Selbstwirksamkeit und so dem Wandel der Verhaltensmuster hin zum bewegten Menschen sind.
Der abschließende dritte Teil dieses Kapitel greift in Kürze die Idee auf, begleitend zu den Bewegungskursen Theoriekurse anzubieten und stellt deren Inhalte dar.
Im Kapitel Diskussion und Ausblick wird auf die Limitationen des Programms eingegangen, die v.a. darin besteht, dass die Buddy-Forschung noch recht jung ist und so die Wirkweise und -konsitenz noch schwer abzusehen ist. Andererseits wird auch kritisch betrachtet, wie stark die Rolle der äußeren Faktoren sein kann und eine Unterstützung der universitären Strukturen vonnöten ist, um Erfolg zu haben. Abschließend wird ins Auge gefasst, den Umsetzungsprozess umfänglich zu evaluieren, um Ansatzmöglichkeiten für Verbesserungen zu finden, und so im jungen Feld der ‚Fitnesswissenschaft‘ Kompetenz in der Vermittlung eines artgerechten Bewegungsverhaltens mehren zu können.
This work deals with the current support landscape for Social Entrepreneurship (SE) in the DACH region. It provides answers to the questions of which actors support SE, how and why they do so, and which social ventures are supported. In addition, there is a focus on the motives for supporting SE as well as the decision-making process while selecting social ventures. In both cases, it is examined whether certain characteristics of the decision-maker and the organization influence the weighting of motives and decision-making criteria. More precise, the gender of the decision-maker as well as the kind of support by the organization is analyzed. The concrete examples of foundations and venture philanthropy organizations (VPOs) will give a deeper look at the SE support motives and decision-making behavior. In a quantitative empirical data collection, by means of an online survey, decision-makers from SE supporting organizations in the DACH region were asked to participate in a conjoint experiment and to fill in a questionnaire. The results illustrate a positive development of the SE support landscape in the German-speaking area as well as the heterogeneity of the organizational types, the financial and non-financial support instruments and the supported social ventures. Regarding the motives for SE-support, a general endeavor to change and to create an impact has proven to be particularly important at the organizational and the individual level. At the individual level female and male decision-makers have subtle differences in their motives to promote SE. Robustness checks by analyzing certain subsamples provide information about that. Individuals from foundations and VPOs, on the other hand, hardly differ from each other, even though here individuals with a rather social background face individuals with a business background. At the organizational level crucial differences can be identified for the motives, depending on the nature of the organization's support, and again comparing foundations with VPOs. Especially for the motives 'financial interests', 'reputation' and 'employee development' there are big differences between the considered groups. Eventually, by means of cluster analysis and still with respect to the support motives, two types of decision-makers could be determined on both the individual and the organizational level.
In terms of the decision-making behavior, and the weighting of certain decision-making criteria respectively, it has emerged that it is worthwhile having a closer look: The 'importance of the social problem' and the 'authenticity of the start-up team' are consistently the two most important criteria when it comes to selecting social ventures for supporting them. However, comparing male and female decision-makers, foundations and VPOs, as well as the two groups of financially and non-financially supporting organizations, there are certain specifics which are highly relevant for SE practice. Here as well a cluster analysis uncovered patterns of criteria weighting by identifying three different types of decision-makers.
The formerly communist countries in Central and Eastern Europe (transitional economies in Europe and the Soviet Union – for example, East Germany, Czech Republic, Hungary, Lithuania, Poland, Russia) and transitional economies in Asia – for example, China, Vietnam had centrally planned economies, which did not allow entrepreneurship activities. Despite the political-socioeconomic transformations in transitional economies around 1989, they still had an institutional heritage that affects individuals’ values and attitudes, which, in turn, influence intentions, behaviors, and actions, including entrepreneurship.
While prior studies on the long-lasting effects of socialist legacy on entrepreneurship have focused on limited geographical regions (e.g., East-West Germany, and East-West Europe), this dissertation focuses on the Vietnamese context, which offers a unique quasi-experimental setting. In 1954, Vietnam was divided into the socialist North and the non-socialist South, and it was then reunified under socialist rule in 1975. Thus, the intensity of differences in socialist treatment in North-South Vietnam (about 21 years) is much shorter than that in East-West Germany (about 40 years) and East-West Europe (about 70 years when considering former Soviet Union countries).
To assess the relationship between socialist history and entrepreneurship in this unique setting, we survey more than 3,000 Vietnamese individuals. This thesis finds that individuals from North Vietnam have lower entrepreneurship intentions, are less likely to enroll in entrepreneurship education programs, and display lower likelihood to take over an existing business, compared to those from the South of Vietnam. The long-lasting effect of formerly socialist institutions on entrepreneurship is apparently deeper than previously discovered in the prominent case of East-West Germany and East-West Europe as well.
In the second empirical investigation, this dissertation focuses on how succession intentions differ from others (e.g., founding, and employee intentions) regarding career choice motivation, and the effect of three main elements of the theory of planned behavior (e.g., entrepreneurial attitude, subjective norms, and perceived behavioral control) in transition economy – Vietnam context. The findings of this thesis suggest that an intentional founder is labeled with innovation, an intentional successor is labeled with roles motivation, and an intentional employee is labeled with social mission. Additionally, this thesis reveals that entrepreneurial attitude and perceived behavioral control are positively associated with the founding intention, whereas there is no difference in this effect between succession and employee intentions.
Grundlage der Arbeit stellten zwei Arbeitshypothesen dar, die es zu überprüfen galt. Die beiden Arbeitshypothesen wurden aufgrund einer Beobachtung eines Phänomens im Freiland formuliert, da bei scheinbar unterschiedlich starkem Reblausbesatzes im Boden kein direkter Zusammenhang zu einer schädigenden Wirkung dieses Stressphänomens (Reblausbefall) hergestellt werden konnte. Im Gegenteil traten die schädigenden Wirkungen des Reblausbefalls in Form von Rückgangserscheinungen eher in Rebflächen auf, die einer mangelhaften Bewirtschaftung oder Bestandsführung unterlagen. Zur Klärung dieses Phänomens wurden daher die beiden (A., B.) folgenden Hypothesen aufgestellt, die es zu überprüfen galt:
A.: Die in mit Unterlagsrebsorten der Kreuzung V. berlandieri x V. riparia zu beobachtenden Rückgangserscheinungen in Rebanlagen mit Reblausvorkommen werden nicht allein durch die Saugtätigkeit der Reblaus an den Rebwurzeln verursacht; eine direkte Korrelation zwischen Reblausdichte und Ausmaß der Rückgangserscheinungen an infizierten Reben besteht nicht. B.: Das Ausmaß möglicher Rückgangserscheinungen ist abhängig von der Bewirtschaftung des Rebbestands, wobei der Bodenbewirtschaftung eine maßgebliche Rolle zukommt.
Um diese Hypothesen zu überprüfen wurde ableitend von den Zielen der Arbeit ein Reblausbonitursystem zur Erfassung der Reblausabudanz im Freiland im Boden erarbeitet. Die besonderen Schwierigkeiten bei der Erfassung des Reblausbefalls im Boden aufgrund des stark variierenden Wurzelsystems der Rebe und dem ebenfalls stark schwankenden Reblausbefalls an der Wurzel der Rebe wurde mit dem Reblausbonitursystem (Grabungen) Rechnung getragen, sodass ein valides System zur Beurteilung des Reblausbefalls auch im jahreszeitlichen Verlauf erstellt worden konnte. Damit wurde ein Reblausbonitursystem geschaffen, das auch in praktischer Anwendung durchführbar ist und somit mit seiner höheren möglichen Replikationsrate bei der Probenentnahme dem stark variierenden Charakter des Reblausbefalls im Boden Rechnung trägt.
Um Rückgangserscheinungen in einem Weinberg nachhaltig analysieren zu können, wurde ein Wuchsbonitursystem evaluiert. Dieses System beurteilt alle Reben einer Rebfläche innerhalb eines einfachen für den Menschen kognitiv sehr gut verarbeitenden Bewertungssystem zum Wuchs der Reben. Damit ist eine Erfassung einer sehr großen Datenmenge zur Beurteilung des Wuchses auf einem Rebfeld möglich. Die Korrelation des mit dem System ermittelten Wuchses zu vielen Leistungsparametern der Rebe und den Gegebenheiten auf den Versuchsflächen zeigt die hohe Validität des Wuchsbonitursystems auf. Auch konnten Wuchsunterschiede in sehr differierenden Versuchsfeldern mit dieser Methode deutlich belegt werden. Damit wurde deutlich, dass mit dieser Wuchsboniturmethode die Rückgangserscheinungen in einer Rebfläche erkannt und analysiert werden konnten. Somit konnten mit den beiden Instrumenten der Wuchs- und Reblausbonitur die beiden Arbeitshypothesen dahingehend belegt werden, dass unter Verwendung der Unterlagensorten der Kreuzungskombination V. berlandieri x V. riparia kein Zusammenhang zwischen der Reblausdichte im Boden und Rückgangserscheinungen der Rebe vorliegen. Darüber hinaus konnte belegt werden, dass in Erweiterung dieser Erkenntnis das Ausmaß der Rückganserscheinungen bei Reben maßgeblich von der Art der Bewirtschaftung abhängt und somit deutlich abzutrennen ist vom Einfluss des Reblausbefalls. Vor allem konnte durch die vorliegende Arbeit unter Einbeziehung des Wuchsbonitursystems eine Methode erarbeitet werden, die in Zukunft bei der Beurteilung von Fernerkundungsdaten ein nützliches Instrument darstellt, um die wirklichen Gegebenheiten hinsichtlich des Wuchses der Reben auf Weinbergsflächen mit den berechneten Werten zu Wuchsindizes zu korrelieren.
Traditionell werden Zufallsstichprobenerhebungen so geplant, dass nationale Statistiken zuverlässig mit einer adäquaten Präzision geschätzt werden können. Hierbei kommen vorrangig designbasierte, Modell-unterstützte (engl. model assisted) Schätzmethoden zur Anwendung, die überwiegend auf asymptotischen Eigenschaften beruhen. Für kleinere Stichprobenumfänge, wie man sie für Small Areas (Domains bzw. Subpopulationen) antrifft, eignen sich diese Schätzmethoden eher nicht, weswegen für diese Anwendung spezielle modellbasierte Small Area-Schätzverfahren entwickelt wurden. Letztere können zwar Verzerrungen aufweisen, besitzen jedoch häufig einen kleineren mittleren quadratischen Fehler der Schätzung als dies für designbasierte Schätzer der Fall ist. Den Modell-unterstützten und modellbasierten Methoden ist gemeinsam, dass sie auf statistischen Modellen beruhen; allerdings in unterschiedlichem Ausmass. Modell-unterstützte Verfahren sind in der Regel so konstruiert, dass der Beitrag des Modells bei sehr grossen Stichprobenumfängen gering ist (bei einer Grenzwertbetrachtung sogar wegfällt). Bei modellbasierten Methoden nimmt das Modell immer eine tragende Rolle ein, unabhängig vom Stichprobenumfang. Diese Überlegungen veranschaulichen, dass das unterstellte Modell, präziser formuliert, die Güte der Modellierung für die Qualität der Small Area-Statistik von massgeblicher Bedeutung ist. Wenn es nicht gelingt, die empirischen Daten durch ein passendes Modell zu beschreiben und mit den entsprechenden Methoden zu schätzen, dann können massive Verzerrungen und / oder ineffiziente Schätzungen resultieren.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der zentralen Frage der Robustheit von Small Area-Schätzverfahren. Als robust werden statistische Methoden dann bezeichnet, wenn sie eine beschränkte Einflussfunktion und einen möglichst hohen Bruchpunkt haben. Vereinfacht gesprochen zeichnen sich robuste Verfahren dadurch aus, dass sie nur unwesentlich durch Ausreisser und andere Anomalien in den Daten beeinflusst werden. Die Untersuchung zur Robustheit konzentriert sich auf die folgenden Modelle bzw. Schätzmethoden:
i) modellbasierte Schätzer für das Fay-Herriot-Modell (Fay und Herrot, 1979, J. Amer. Statist. Assoc.) und das elementare Unit-Level-Modell (vgl. Battese et al., 1988, J. Amer. Statist. Assoc.).
ii) direkte, Modell-unterstützte Schätzer unter der Annahme eines linearen Regressionsmodells.
Das Unit-Level-Modell zur Mittelwertschätzung beruht auf einem linearen gemischten Gauss'schen Modell (engl. mixed linear model, MLM) mit blockdiagonaler Kovarianzmatrix. Im Gegensatz zu bspw. einem multiplen linearen Regressionsmodell, besitzen MLM-Modelle keine nennenswerten Invarianzeigenschaften, so dass eine Kontamination der abhängigen Variablen unvermeidbar zu verzerrten Parameterschätzungen führt. Für die Maximum-Likelihood-Methode kann die resultierende Verzerrung nahezu beliebig groß werden. Aus diesem Grund haben Richardson und Welsh (1995, Biometrics) die robusten Schätzmethoden RML 1 und RML 2 entwickelt, die bei kontaminierten Daten nur eine geringe Verzerrung aufweisen und wesentlich effizienter sind als die Maximum-Likelihood-Methode. Eine Abwandlung von Methode RML 2 wurde Sinha und Rao (2009, Canad. J. Statist.) für die robuste Schätzung von Unit-Level-Modellen vorgeschlagen. Allerdings erweisen sich die gebräuchlichen numerischen Verfahren zur Berechnung der RML-2-Methode (dies gilt auch für den Vorschlag von Sinha und Rao) als notorisch unzuverlässig. In dieser Arbeit werden zuerst die Konvergenzprobleme der bestehenden Verfahren erörtert und anschließend ein numerisches Verfahren vorgeschlagen, das sich durch wesentlich bessere numerische Eigenschaften auszeichnet. Schließlich wird das vorgeschlagene Schätzverfahren im Rahmen einer Simulationsstudie untersucht und anhand eines empirischen Beispiels zur Schätzung von oberirdischer Biomasse in norwegischen Kommunen illustriert.
Das Modell von Fay-Herriot kann als Spezialfall eines MLM mit blockdiagonaler Kovarianzmatrix aufgefasst werden, obwohl die Varianzen des Zufallseffekts für die Small Areas nicht geschätzt werden müssen, sondern als bereits bekannte Größen betrachtet werden. Diese Eigenschaft kann man sich nun zunutze machen, um die von Sinha und Rao (2009) vorgeschlagene Robustifizierung des Unit-Level-Modells direkt auf das Fay-Herriot Model zu übertragen. In der vorliegenden Arbeit wird jedoch ein alternativer Vorschlag erarbeitet, der von der folgenden Beobachtung ausgeht: Fay und Herriot (1979) haben ihr Modell als Verallgemeinerung des James-Stein-Schätzers motiviert, wobei sie sich einen empirischen Bayes-Ansatz zunutze machen. Wir greifen diese Motivation des Problems auf und formulieren ein analoges robustes Bayes'sches Verfahren. Wählt man nun in der robusten Bayes'schen Problemformulierung die ungünstigste Verteilung (engl. least favorable distribution) von Huber (1964, Ann. Math. Statist.) als A-priori-Verteilung für die Lokationswerte der Small Areas, dann resultiert als Bayes-Schätzer [=Schätzer mit dem kleinsten Bayes-Risk] die Limited-Translation-Rule (LTR) von Efron und Morris (1971, J. Amer. Statist. Assoc.). Im Kontext der frequentistischen Statistik kann die Limited-Translation-Rule nicht verwendet werden, weil sie (als Bayes-Schätzer) auf unbekannten Parametern beruht. Die unbekannten Parameter können jedoch nach dem empirischen Bayes-Ansatz an der Randverteilung der abhängigen Variablen geschätzt werden. Hierbei gilt es zu beachten (und dies wurde in der Literatur vernachlässigt), dass die Randverteilung unter der ungünstigsten A-priori-Verteilung nicht einer Normalverteilung entspricht, sondern durch die ungünstigste Verteilung nach Huber (1964) beschrieben wird. Es ist nun nicht weiter erstaunlich, dass es sich bei den Maximum-Likelihood-Schätzern von Regressionskoeffizienten und Modellvarianz unter der Randverteilung um M-Schätzer mit der Huber'schen psi-Funktion handelt.
Unsere theoriegeleitete Herleitung von robusten Schätzern zum Fay-Herriot-Modell zeigt auf, dass bei kontaminierten Daten die geschätzte LTR (mit Parameterschätzungen nach der M-Schätzmethodik) optimal ist und, dass die LTR ein integraler Bestandteil der Schätzmethodik ist (und nicht als ``Zusatz'' o.Ä. zu betrachten ist, wie dies andernorts getan wird). Die vorgeschlagenen M-Schätzer sind robust bei Vorliegen von atypischen Small Areas (Ausreissern), wie dies auch die Simulations- und Fallstudien zeigen. Um auch Robustheit bei Vorkommen von einflussreichen Beobachtungen in den unabhängigen Variablen zu erzielen, wurden verallgemeinerte M-Schätzer (engl. generalized M-estimator) für das Fay-Herriot-Modell entwickelt.
Aufgrund oftmals erhöhter Arsen- und Schwermetallgehalte in den Oberböden von Auen ist eine Verwertung von Auenböden, zum Beispiel im Rahmen von Renaturierungsmaßnahmen, oftmals schwierig, da keine auenspezifische Bewertungsgrundlage für dieser Stoffgehalte vorliegt.
Am Beispiel der Lippeaue erfolgte auf Grundlage abgeleiteter Haupteinflussfaktoren für die Konzentration von Arsen- und Schwermetallen in den Oberböden die Ableitung von Hintergrundgehalten. Die Metall- und Schwermetallgehalte in den Oberböden der Lippeaue lagen i. d. R. erwartungsgemäß oberhalb der in der Praxis verwendeten Einstufungswerte (z. B. Vorsorgewerte der BBodSchV, Hintergrundwerte von NRW), die sich allerdings auf Standorte außerhalb der Aue beziehen.
Anhand von gewonnen Daten aus Projektarbeiten im Zuge der Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie (z. B. bodenkundliche und ingenieurgeologische Profilaufnahme, bodenmechanische Laborversuche) und ergänzend durchgeführter Untersuchungen, wie z. B. Bodentypenkartierung und mineralogische Untersuchungen, erfolgte eine detaillierte Standortcharakterisierung der Böden in der Lippeaue.
Auf Basis der abgeleiteten Hintergrundgehalte wurden unter Berücksichtigung der ermittelten Bodenkennwerte und Einflussgrößen auenspezifische Einbauregeln abgeleitet. Mit dem Ziel einer praktikablen Anwendbarkeit wurde eine auf die wesentlichen Kenngrößen reduzierte Bewertungsmatrix erarbeitet. Bei geplanten baulichen Eingriffen in den Boden kann nun mit den lippeauenspezifischen Einbauwerten für Arsen und Schwermetalle anhand konventioneller Parameter für jeden Standort ermittelt werden, ob besonders günstige oder ungünstige Bedingungen für einen potenziellen Wiedereinbau vorliegen. Die abgeleiteten Hintergrundgehalte und Einbauwerte verstehen sich dabei als – auf Basis der aktuellen Datenlage abgeleitete – Handlungsempfehlung und Orientierung zur Bewertung von Böden im Hinblick auf einen gebietsübergreifenden Wiedereinbau in der Lippeaue.
In this thesis we study structure-preserving model reduction methods for the efficient and reliable approximation of dynamical systems. A major focus is the approximation of a nonlinear flow problem on networks, which can, e.g., be used to describe gas network systems. Our proposed approximation framework guarantees so-called port-Hamiltonian structure and is general enough to be realizable by projection-based model order reduction combined with complexity reduction. We divide the discussion of the flow problem into two parts, one concerned with the linear damped wave equation and the other one with the general nonlinear flow problem on networks.
The study around the linear damped wave equation relies on a Galerkin framework, which allows for convenient network generalizations. Notable contributions of this part are the profound analysis of the algebraic setting after space-discretization in relation to the infinite dimensional setting and its implications for model reduction. In particular, this includes the discussion of differential-algebraic structures associated to the network-character of our problem and the derivation of compatibility conditions related to fundamental physical properties. Amongst the different model reduction techniques, we consider the moment matching method to be a particularly well-suited choice in our framework.
The Galerkin framework is then appropriately extended to our general nonlinear flow problem. Crucial supplementary concepts are required for the analysis, such as the partial Legendre transform and a more careful discussion of the underlying energy-based modeling. The preservation of the port-Hamiltonian structure after the model-order- and complexity-reduction-step represents a major focus of this work. Similar as in the analysis of the model order reduction, compatibility conditions play a crucial role in the analysis of our complexity reduction, which relies on a quadrature-type ansatz. Furthermore, energy-stable time-discretization schemes are derived for our port-Hamiltonian approximations, as structure-preserving methods from literature are not applicable due to our rather unconventional parametrization of the solution.
Apart from the port-Hamiltonian approximation of the flow problem, another topic of this thesis is the derivation of a new extension of moment matching methods from linear systems to quadratic-bilinear systems. Most system-theoretic reduction methods for nonlinear systems rely on multivariate frequency representations. Our approach instead uses univariate frequency representations tailored towards user-defined families of inputs. Then moment matching corresponds to a one-dimensional interpolation problem rather than to a multi-dimensional interpolation as for the multivariate approaches, i.e., it involves fewer interpolation frequencies to be chosen. The notion of signal-generator-driven systems, variational expansions of the resulting autonomous systems as well as the derivation of convenient tensor-structured approximation conditions are the main ingredients of this part. Notably, our approach allows for the incorporation of general input relations in the state equations, not only affine-linear ones as in existing system-theoretic methods.
Data used for the purpose of machine learning are often erroneous. In this thesis, p-quasinorms (p<1) are employed as loss functions in order to increase the robustness of training algorithms for artificial neural networks. Numerical issues arising from these loss functions are addressed via enhanced optimization algorithms (proximal point methods; Frank-Wolfe methods) based on the (non-monotonic) Armijo-rule. Numerical experiments comprising 1100 test problems confirm the effectiveness of the approach. Depending on the parametrization, an average reduction of the absolute residuals of up to 64.6% is achieved (aggregated over 100 test problems).