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Official business surveys form the basis for national and regional business statistics and are thus of great importance for analysing the state and performance of the economy. However, both the heterogeneity of business data and their high dynamics pose a particular challenge to the feasibility of sampling and the quality of the resulting estimates. A widely used sampling frame for creating the design of an official business survey is an extract from an official business register. However, if this frame does not accurately represent the target population, frame errors arise. Amplified by the heterogeneity and dynamics of business populations, these errors can significantly affect the estimation quality and lead to inefficiencies and biases. This dissertation therefore deals with design-based methods for optimising business surveys with respect to different types of frame errors.
First, methods for adjusting the sampling design of business surveys are addressed. These approaches integrate auxiliary information about the expected structures of frame errors into the sampling design. The aim is to increase the number of sampled businesses that are subject to frame errors. The element-specific frame error probability is estimated based on auxiliary information about frame errors observed in previous samples. The approaches discussed consider different types of frame errors and can be incorporated into predefined designs with fixed strata.
As the second main pillar of this work, methods for adjusting weights to correct for frame errors during estimation are developed and investigated. As a result of frame errors, the assumptions under which the original design weights were determined based on the sampling design no longer hold. The developed methods correct the design weights taking into account the errors identified for sampled elements. Case-number-based reweighting approaches, on the one hand, attempt to reconstruct the unknown size of the individual strata in the target population. In the context of weight smoothing methods, on the other hand, design weights are modelled and smoothed as a function of target or auxiliary variables. This serves to avoid inefficiencies in the estimation due to highly scattering weights or weak correlations between weights and target variables. In addition, possibilities of correcting frame errors by calibration weighting are elaborated. Especially when the sampling frame shows over- and/or undercoverage, the inclusion of external auxiliary information can provide a significant improvement of the estimation quality. For those methods whose quality cannot be measured using standard procedures, a procedure for estimating the variance based on a rescaling bootstrap is proposed. This enables an assessment of the estimation quality when using the methods in practice.
In the context of two extensive simulation studies, the methods presented in this dissertation are evaluated and compared with each other. First, in the environment of an experimental simulation, it is assessed which approaches are particularly suitable with regard to different data situations. In a second simulation study, which is based on the structural survey in the services sector, the applicability of the methods in practice is evaluated under realistic conditions.
Modern decision making in the digital age is highly driven by the massive amount of
data collected from different technologies and thus affects both individuals as well as
economic businesses. The benefit of using these data and turning them into knowledge
requires appropriate statistical models that describe the underlying observations well.
Imposing a certain parametric statistical model goes along with the need of finding
optimal parameters such that the model describes the data best. This often results in
challenging mathematical optimization problems with respect to the model’s parameters
which potentially involve covariance matrices. Positive definiteness of covariance matrices
is required for many advanced statistical models and these constraints must be imposed
for standard Euclidean nonlinear optimization methods which often results in a high
computational effort. As Riemannian optimization techniques proved efficient to handle
difficult matrix-valued geometric constraints, we consider optimization over the manifold
of positive definite matrices to estimate parameters of statistical models. The statistical
models treated in this thesis assume that the underlying data sets used for parameter
fitting have a clustering structure which results in complex optimization problems. This
motivates to use the intrinsic geometric structure of the parameter space. In this thesis,
we analyze the appropriateness of Riemannian optimization over the manifold of positive
definite matrices on two advanced statistical models. We establish important problem-
specific Riemannian characteristics of the two problems and demonstrate the importance
of exploiting the Riemannian geometry of covariance matrices based on numerical studies.
Behavioural traces from interactions with digital technologies are diverse and abundant. Yet, their capacity for theory-driven research is still to be constituted. In the present cumulative dissertation project, I deliberate the caveats and potentials of digital behavioural trace data in behavioural and social science research. One use case is online radicalisation research. The three studies included, set out to discern the state-of-the-art of methods and constructs employed in radicalization research, at the intersection of traditional methods and digital behavioural trace data. Firstly, I display, based on a systematic literature review of empirical work, the prevalence of digital behavioural trace data across different research strands and discern determinants and outcomes of radicalisation constructs. Secondly, I extract, based on this literature review, hypotheses and constructs and integrate them to a framework from network theory. This graph of hypotheses, in turn, makes the relative importance of theoretical considerations explicit. One implication of visualising the assumptions in the field is to systematise bottlenecks for the analysis of digital behavioural trace data and to provide the grounds for the genesis of new hypotheses. Thirdly, I provide a proof-of-concept for incorporating a theoretical framework from conspiracy theory research (as a specific form of radicalisation) and digital behavioural traces. I argue for marrying theoretical assumptions derived from temporal signals of posting behaviour and semantic meaning from textual content that rests on a framework from evolutionary psychology. In the light of these findings, I conclude by discussing important potential biases at different stages in the research cycle and practical implications.
Wasserbezogene regulierende und versorgende Ökosystemdienstleistungen (ÖSDL) wurden im Hinblick auf das Abflussregime und die Grundwasserneubildung im Biosphärenreservat Pfälzerwald im Südwesten Deutschlands anhand hydrologischer Modellierung unter Verwendung des Soil and Water Assessment Tool (SWAT+) untersucht. Dabei wurde ein holistischer Ansatz verfolgt, wonach den ÖSDL Indikatoren für funktionale und strukturelle ökologische Prozesse zugeordnet werden. Potenzielle Risikofaktoren für die Verschlechterung von wasserbedingten ÖSDL des Waldes, wie Bodenverdichtung durch Befahren mit schweren Maschinen im Zuge von Holzerntearbeiten, Schadflächen mit Verjüngung, entweder durch waldbauliche Bewirtschaftungspraktiken oder durch Windwurf, Schädlinge und Kalamitäten im Zuge des Klimawandels, sowie der Kli-mawandel selbst als wesentlicher Stressor für Waldökosysteme wurden hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf hydrologische Prozesse analysiert. Für jeden dieser Einflussfaktoren wurden separate SWAT+-Modellszenarien erstellt und mit dem kalibrierten Basismodell verglichen, das die aktuellen Wassereinzugsgebietsbedingungen basierend auf Felddaten repräsentierte. Die Simulationen bestätigten günstige Bedingungen für die Grundwasserneubildung im Pfälzerwald. Im Zusammenhang mit der hohen Versickerungskapazität der Bodensubstrate der Buntsandsteinverwitterung, sowie dem verzögernden und puffernden Einfluss der Baumkronen auf das Niederschlagswasser, wurde eine signifikante Minderungswirkung auf die Oberflächenabflussbildung und ein ausgeprägtes räumliches und zeitliches Rückhaltepotential im Einzugsgebiet simuliert. Dabei wurde festgestellt, dass erhöhte Niederschlagsmengen, die die Versickerungskapazität der sandigen Böden übersteigen, zu einer kurz geschlossenen Abflussreaktion mit ausgeprägten Oberflächenabflussspitzen führen. Die Simulationen zeigten Wechselwirkungen zwischen Wald und Wasserkreislauf sowie die hydrologische Wirksamkeit des Klimawandels, verschlechterter Bodenfunktionen und altersbezogener Bestandesstrukturen im Zusammenhang mit Unterschieden in der Baumkronenausprägung. Zukunfts-Klimaprojektionen, die mit BIAS-bereinigten REKLIES- und EURO-CORDEX-Regionalklimamodellen (RCM) simuliert wurden, prognostizierten einen höheren Verdunstungsbedarf und eine Verlängerung der Vegetationsperiode bei gleichzeitig häufiger auftretenden Dürreperioden innerhalb der Vegetationszeit, was eine Verkürzung der Periode für die Grundwasserneubildung induzierte, und folglich zu einem prognostizierten Rückgang der Grundwasserneubildungsrate bis zur Mitte des Jahrhunderts führte. Aufgrund der starken Korrelation mit Niederschlagsintensitäten und der Dauer von Niederschlagsereignissen, bei allen Unsicherheiten in ihrer Vorhersage, wurde für die Oberflächenabflussgenese eine Steigerung bis zum Ende des Jahrhunderts prognostiziert.
Für die Simulation der Bodenverdichtung wurden die Trockenrohdichte des Bodens und die SCS Curve Number in SWAT+ gemäß Daten aus Befahrungsversuchen im Gebiet angepasst. Die günstigen Infiltrationsbedingungen und die relativ geringe Anfälligkeit für Bodenverdichtung der grobkörnigen Buntsandsteinverwitterung dominierten die hydrologischen Auswirkungen auf Wassereinzugsgebietsebene, sodass lediglich moderate Verschlechterungen wasserbezogener ÖSDL angezeigt wurden. Die Simulationen zeigten weiterhin einen deutlichen Einfluss der Bodenart auf die hydrologische Reaktion nach Bodenverdichtung auf Rückegassen und stützen damit die Annahme, dass die Anfälligkeit von Böden gegenüber Verdichtung mit dem Anteil an Schluff- und Tonbodenpartikeln zunimmt. Eine erhöhte Oberflächenabflussgenese ergab sich durch das Wegenetz im Gesamtgebiet.
Schadflächen mit Bestandesverjüngung wurden anhand eines artifiziellen Modells innerhalb eines Teileinzugsgebiets unter der Annahme von 3-jährigen Baumsetzlingen in einem Entwicklungszeitraum von 10 Jahren simuliert und hinsichtlich spezifischer Was-serhaushaltskomponenten mit Altbeständen (30 bis 80 Jahre) verglichen. Die Simulation ließ darauf schließen, dass bei fehlender Kronenüberschirmung die hydrologisch verzögernde Wirkung der Bestände beeinträchtigt wird, was die Entstehung von Oberflächenabfluss begünstigt und eine quantitativ geringfügig höhere Tiefensickerung fördert. Hydrologische Unterschiede zwischen dem geschlossenem Kronendach der Altbestände und Jungbeständen mit annähernden Freilandniederschlagsbedingungen wurden durch die dominierenden Faktoren atmosphärischer Verdunstungsanstoß, Niederschlagsmengen und Kronenüberschirmungsgrad bestimmt. Je weniger entwickelt das Kronendach von verjüngten Waldbeständen im Vergleich zu Altbeständen, je höher der atmosphärische Verdunstungsanstoß und je geringer die eingetragenen Niederschlagsmengen, desto größer war der hydrologische Unterschied zwischen den Bestandestypen.
Verbesserungsmaßnahmen für den dezentralen Hochwasserschutz sollten folglich kritische Bereiche für die Abflussbildung im Wald (CSA) berücksichtigen. Die hohe Sensibilität und Anfälligkeit der Wälder gegenüber Verschlechterungen der Ökosystembedingungen legen nahe, dass die Erhaltung des komplexen Gefüges und von intakten Wechselbeziehungen, insbesondere unter der gegebenen Herausforderung des Klimawandels, sorgfältig angepasste Schutzmaßnahmen, Anstrengungen bei der Identifizierung von CSA sowie die Erhaltung und Wiederherstellung der hydrologischen Kontinuität in Waldbeständen erfordern.
Traditional workflow management systems support process participants in fulfilling business tasks through guidance along a predefined workflow model.
Flexibility has gained a lot of attention in recent decades through a shift from mass production to customization. Various approaches to workflow flexibility exist that either require extensive knowledge acquisition and modelling effort or an active intervention during execution and re-modelling of deviating behaviour. The pursuit of flexibility by deviation is to compensate both of these disadvantages through allowing alternative unforeseen execution paths at run time without demanding the process participant to adapt the workflow model. However, the implementation of this approach has been little researched so far.
This work proposes a novel approach to flexibility by deviation. The approach aims at supporting process participants during the execution of a workflow through suggesting work items based on predefined strategies or experiential knowledge even in case of deviations. The developed concepts combine two renowned methods from the field of artificial intelligence - constraint satisfaction problem solving with process-oriented case-based reasoning. This mainly consists of a constraint-based workflow engine in combination with a case-based deviation management. The declarative representation of workflows through constraints allows for implicit flexibility and a simple possibility to restore consistency in case of deviations. Furthermore, the combined model, integrating procedural with declarative structures through a transformation function, increases the capabilities for flexibility. For an adequate handling of deviations the methodology of case-based reasoning fits perfectly, through its approach that similar problems have similar solutions. Thus, previous made experiences are transferred to currently regarded problems, under the assumption that a similar deviation has been handled successfully in the past.
Necessary foundations from the field of workflow management with a focus on flexibility are presented first.
As formal foundation, a constraint-based workflow model was developed that allows for a declarative specification of foremost sequential dependencies of tasks. Procedural and declarative models can be combined in the approach, as a transformation function was specified that converts procedural workflow models to declarative constraints.
One main component of the approach is the constraint-based workflow engine that utilizes this declarative model as input for a constraint solving algorithm. This algorithm computes the worklist, which is proposed to the process participant during workflow execution. With predefined deviation handling strategies that determine how the constraint model is modified in order to restore consistency, the support is continuous even in case of deviations.
The second major component of the proposed approach constitutes the case-based deviation management, which aims at improving the support of process participants on the basis of experiential knowledge. For the retrieve phase, a sophisticated similarity measure was developed that integrates specific characteristics of deviating workflows and combines several sequence similarity measures. Two alternative methods for the reuse phase were developed, a null adaptation and a generative adaptation. The null adaptation simply proposes tasks from the most similar workflow as work items, whereas the generative adaptation modifies the constraint-based workflow model based on the most similar workflow in order to re-enable the constraint-based workflow engine to suggest work items.
The experimental evaluation of the approach consisted of a simulation of several types of process participants in the exemplary domain of deficiency management in construction. The results showed high utility values and a promising potential for an investigation of the transfer on other domains and the applicability in practice, which is part of future work.
Concluding, the contributions are summarized and research perspectives are pointed out.
Energy transport networks are one of the most important infrastructures for the planned energy transition. They form the interface between energy producers and consumers and their features make them good candidates for the tools that mathematical optimization can offer. Nevertheless, the operation of energy networks comes with two major challenges. First, the nonconvexity of the equations that model the physics in the network render the resulting problems extremely hard to solve for large-scale networks. Second, the uncertainty associated to the behavior of the different agents involved, the production of energy, and the consumption of energy make the resulting problems hard to solve if a representative description of uncertainty is to be considered.
In this cumulative dissertation we study adaptive refinement algorithms designed to cope with the nonconvexity and stochasticity of equations arising in energy networks. Adaptive refinement algorithms approximate the original problem by sequentially refining the model of a simpler optimization problem. More specifically, in this thesis, the focus of the adaptive algorithm is on adapting the discretization and description of a set of constraints.
In the first part of this thesis, we propose a generalization of the different adaptive refinement ideas that we study. We sequentially describe model catalogs, error measures, marking strategies, and switching strategies that are used to set up the adaptive refinement algorithm. Afterward, the effect of the adaptive refinement algorithm on two energy network applications is studied. The first application treats the stationary operation of district heating networks. Here, the strength of adaptive refinement algorithms for approximating the ordinary differential equation that describes the transport of energy is highlighted. We introduce the resulting nonlinear problem, consider network expansion, and obtain realistic controls by applying the adaptive refinement algorithm. The second application concerns quantile-constrained optimization problems and highlights the ability of the adaptive refinement algorithm to cope with large scenario sets via clustering. We introduce the resulting mixed-integer linear problem, discuss generic solution techniques, make the link with the generalized framework, and measure the impact of the proposed solution techniques.
The second part of this thesis assembles the papers that inspired the contents of the first part of this thesis. Hence, they describe in detail the topics that are covered and will be referenced throughout the first part.
THE NONLOCAL NEUMANN PROBLEM
(2023)
Instead of presuming only local interaction, we assume nonlocal interactions. By doing so, mass
at a point in space does not only interact with an arbitrarily small neighborhood surrounding it,
but it can also interact with mass somewhere far, far away. Thus, mass jumping from one point to
another is also a possibility we can consider in our models. So, if we consider a region in space, this
region interacts in a local model at most with its closure. While in a nonlocal model this region may
interact with the whole space. Therefore, in the formulation of nonlocal boundary value problems
the enforcement of boundary conditions on the topological boundary may not suffice. Furthermore,
choosing the complement as nonlocal boundary may work for Dirichlet boundary conditions, but
in the case of Neumann boundary conditions this may lead to an overfitted model.
In this thesis, we introduce a nonlocal boundary and study the well-posedness of a nonlocal Neu-
mann problem. We present sufficient assumptions which guarantee the existence of a weak solution.
As in a local model our weak formulation is derived from an integration by parts formula. However,
we also study a different weak formulation where the nonlocal boundary conditions are incorporated
into the nonlocal diffusion-convection operator.
After studying the well-posedness of our nonlocal Neumann problem, we consider some applications
of this problem. For example, we take a look at a system of coupled Neumann problems and analyze
the difference between a local coupled Neumann problems and a nonlocal one. Furthermore, we let
our Neumann problem be the state equation of an optimal control problem which we then study. We
also add a time component to our Neumann problem and analyze this nonlocal parabolic evolution
equation.
As mentioned before, in a local model mass at a point in space only interacts with an arbitrarily
small neighborhood surrounding it. We analyze what happens if we consider a family of nonlocal
models where the interaction shrinks so that, in limit, mass at a point in space only interacts with
an arbitrarily small neighborhood surrounding it.
Intensiv diskutierte Aspekte der Politikwissenschaft heben zunehmend die Bedeutung von Strategiefähigkeit zur erfolgreichen Durchführung von Wahlkämpfen für Parteien hervor. Der Widerspruch der mit den Implikationen der modernen Mediengesellschaft eingehergehenden unterstellten Akteursfähigkeit der Parteien und ihrer kollektiven heterogenen Interessens- und Organisationsvielfalt bleibt dabei bestehen. Die Fokussierung der Parteien auf das Ziel der Stimmenmaximierung bringt unter den sich wandelnden Rahmenbedingungen Veränderungen der Binnenstrukturen mit sich. So diskutieren Parteienforscher seit Längerem die Notwendigkeit eines vierten Parteitypus als Nachfolger von Kirchheimers Volkspartei (1965). Verschiedene dieser Ansätze berücksichtigen primär die Wahlkampffokussierung der Parteien, während andere vor allem auf den gesteigerten Strategiebedarf abzielen. Auch die Wechselwirkungen mit den Erfordernissen der Mediengesellschaft sowie Auswirkungen des gesellschaftlichen Wandels stehen im Vordergrund zahlreicher Untersuchungen. Die Arbeit von Uwe Jun (2004), der mit dem Modell der professionalisierten Medienkommunikationspartei auch die organisatorischen und programmatischen Transformationsaspekte des Parteiwandels beleuchtet, liefert einen bemerkenswerten Beitrag zur Party-Change-Debatte und bietet durch die angeschlossene vergleichende exemplarische Fallstudie eine praxisnahe Einordnung. Die geringe empirische Relevanz, die Jun seinem Parteityp anhand der Untersuchung von SPD und New Labor zwischen 1995 und 2005 bestätigt, soll in dieser Arbeit versucht werden zu relativieren, in dem der Parteiwandel der deutschen Großparteien seit der Wiedervereinigung durch die Untersuchung ihrer Wahlkampffähigkeit aufgezeigt wird. Anhand eines längsschnittlichen Vergleiches der Bundestagswahlkämpfe von SPD und CDU zwischen 1990 und 2013 soll die Plausibilität dieses vierten Parteitypus überprüft werden. Hierdurch soll die Entwicklung der Strategie- und Wahlkampffähigkeit beider Großparteien in den Bundestagswahlkämpfen seit 1990 untersucht und die Ergebnisse miteinander verglichen und in Bezug auf den Parteiwandel eingeordnet werden.
Dass sich Parteien genau wie ihre gesellschaftliche und politische Umwelt im Wandel befinden, ist nicht zu bestreiten und seit Langem viel diskutierter Gegenstand der Parteienforschung. „Niedergangsdiskussion“, Mitgliederschwund, Nicht- und Wechselwähler, Politik- und Parteienverdrossenheit, Kartellisierung und Institutionalisierung von Parteien sind nur einige der in diesem Kontext geläufigen Schlagwörter. Prozesse der Individualisierung, Globalisierung und Mediatisierung führen zu veränderten Rahmenbedingungen, unter denen Parteien sich behaupten müssen. Diese Veränderungen in der äußeren Umwelt wirken sich nachhaltig auf das parteipolitische Binnenleben, auf Organisationsstrukturen und Programmatik aus. Die Parteienforschung hat daher schon vor zwanzig Jahren begonnen, ein typologisches Nachfolgemodell der Volkspartei zu diskutieren, das diesen Wandel berücksichtigt. Verschiedene typologische Konstruktionen von z. B. Panebianco (1988), Katz und Mair (1995) oder von Beyme erfassen (2000) wichtige Facetten des Strukturwandels politischer Parteien und stellen mehrheitlich plausible typologische Konzepte vor, die die Parteien in ihrem Streben nach Wählerstimmen und Regierungsmacht zutreffend charakterisieren. Die Parteienforschung stimmt bezüglich des Endes der Volksparteiära mehrheitlich überein. Bezüglich der Nachfolge konnte sich unter den neueren vorgeschlagenen Typen jedoch kein vierter Typ als verbindliches Leitmodell etablieren. Bei genauerer Betrachtung weichen die in den verschiedenen Ansätzen für einen vierten Parteitypen hervorgehobenen Merkmale (namentlich Professionalisierung des Parteiapparates, die Berufspolitikerdominanz, Verstaatlichung und Kartellbildung sowie die Fixierung auf die Medien) wenig von jüngeren Modellvorschlägen ab und bedürfen daher mehr einer Ergänzung. Die in der Regel mehrdimensionalen entwicklungstypologischen Verlaufstypen setzten seit den 1980er Jahren unterschiedliche Schwerpunkte und warten mit vielen Vorschlägen der Einordnung auf. Einer der jüngsten Ansätze von Uwe Jun aus dem Jahr 2004, der das typologische Konzept der professionalisierten Medienkommunikationspartei einführt, macht deutlich, dass die Diskussion um Gestalt und Ausprägungen des vierten Parteityps noch in vollem Gang und für weitere Vorschläge offen ist – der „richtige“ Typ also noch nicht gefunden wurde. Jun bleibt in seiner Untersuchung den zentralen Transformationsleitfragen nach der Ausgestaltung der Parteiorganisation, der ideologisch-programmatischen Orientierung und der strategisch-elektoralen Wählerorientierung verhaftet und setzt diese Elemente in den Fokus sich wandelnder Kommunikationsstrategien. Die bisher in parteitypologischen Arbeiten mitunter vernachlässigte Komponente der strukturellen Strategiefähigkeit als Grundlage zur Entwicklung ebensolcher Reaktionsstrategien wird bei Jun angestoßen und soll in dieser Arbeit aufgegriffen und vertieft werden.
Der aktuellen Partychange-Diskussion zum Trotz scheint die Annahme, dass Parteien, die sich verstärkt der Handlungslogik der Massenmedien unterwerfen, deren strategischen Anforderungen durch interne Adaptionsverfahren auch dauerhaft gerecht zu werden vermögen, nicht immer zutreffend. Die Veränderungen der Kommunikationsstrategien als Reaktion auf gesamtgesellschaftliche Wandlungsprozesse stehen zwar im Zentrum der Professionalisierungsbemühungen der politischen Akteure, bleiben aber in ihrer Wirkung eingeschränkt. Wenngleich das Wissen in den Parteien um die Notwendigkeiten (medialer) Strategiefähigkeit besteht und die Parteien hierauf mit Professionalisierung, organisatorischen und programmatischen Anpassungsleistungen und der Herausbildung strategischer Zentren reagieren, so ist mediengerechtes strategisches Agieren noch lange keine natürliche Kernkompetenz der Parteien. Vor allem in Wahlkampfzeiten, die aufgrund abnehmender Parteibindungen und zunehmender Wählervolatilität für die Parteien zum eigentlich zentralen Moment der Parteiendemokratie werden, wird mediengerechtes Handeln zum wesentlichen Erfolgsfaktor. Strategiefähigkeit wird hierbei zur entscheidenden Voraussetzung und scheint zudem in diesen Phasen von den Parteien erfolgreicher umgesetzt zu werden als im normalen politischen Alltag. Die wahlstrategische Komponente findet in Juns typologischer Konstruktion wenig Beachtung und soll in dieser Arbeit daher als ergänzendes Element hinzugefügt werden. Arbeitshypothese Die beiden deutschen Großparteien berufen sich auf unterschiedliche Entstehungsgeschichten, die sich bis in die Gegenwart auf die Mitglieder-, Issue- und Organisationsstrukturen von SPD und CDU auswirken und die Parteien in ihren Anpassungsleistungen an die sich wandelnde Gesellschaft beeinflussen. Beide Parteien versuchen, auf die veränderten sozialen und politischen Rahmenbedingungen und den daraus resultierenden Bedeutungszuwachs von politischer Kommunikationsplanung mit einem erhöhten Maß an Strategiefähigkeit und kommunikativer Kompetenz zu reagieren. Diese Entwicklung tritt seit der deutschen Wiedervereinigung umso stärker in Augenschein, als dass nach 1990 die Bindekraft der Volksparteien nochmals nachließ, sodass die Parteien sich zunehmend gezwungen sehen, die „lose verkoppelten Anarchien“ in wahlstrategische Medienkommunikationsparteien zu transformieren. Diesen vierten Parteityp kennzeichnet vor allem die zunehmende Bemühung um Strategiefähigkeit, die mittels Organisationsstrukturen und programmatischer Anpassungsleistungen die Effizienz der elektoralen Ausrichtung verbessern soll. Insgesamt geht die Party-Change-Forschung davon aus, dass die Parteien sich zunehmend angleichen. Dies gilt es in dieser Studie zu überprüfen. Unter Berücksichtigung unterschiedlicher Entwicklungspfade kann vermutet werden, dass auch die Transformationsprozesse bei SPD und CDU in unterschiedlicher Weise verlaufen. Wenngleich die SPD über einen höheren Strategiebedarf und die größere Innovationsbereitschaft zu verfügen scheint, werden auf Seiten der Union potentiell strategiefähigere Strukturen vermutet, die die erfolgreiche Umsetzung von Wahlkampfstrategien erleichtern. Die historische Entwicklung und der Aspekt der Historizität spielen in diesem Kontext eine Rolle.
Zusätzlich spielen individuelle Führungspersönlichkeiten eine zentrale Rolle in innerparteilichen Transformationsprozessen, welche für die Ausprägung strategiefähiger Strukturen oftmals von größerer Bedeutung sind als institutionalisierte Strukturen. Im Vordergrund steht die Untersuchung des Parteiwandels anhand der Veränderung der Kommunikationsstrategien der Parteien im Allgemeinen sowie der Strategiefähigkeit in Wahlkämpfen im Besonderen, da diese als zentrale Merkmale für den vierten Parteityp in Anlehnung an die Professionelle Medienkommunikationspartei (Jun 2004) gewertet werden sollen. Strategiefähigkeit soll dabei anhand der Kriterien des Umgangs der Parteien mit Programmatik, Organisation und externen Einflussfaktoren in Wahlkämpfen operationalisiert werden. Die Analyse untersucht sowohl das Handeln einzelner Personen wie auch die Rolle der Partei als Gesamtorganisation. Die Arbeit besteht aus zehn Kapiteln und gliedert sich in zwei Blöcke: einen theoretisch konzeptionellen Teil, der die in der Perspektive dieser Arbeit zentralen Grundlagen und Rahmenbedingungen zusammenführt sowie die sich daran anschließende Untersuchung der Konzeption und Implementation von Kommunikationskampagnen im Wahlkampf seit 1990. Das aktuell in die politikwissenschaftliche Diskussion eingebrachte Feld der politischen Strategiefähigkeit (Raschke/Tils 2007) wird in ausführlicher theoretischer Grundlegung bisher zwar mit den Implikationen der Medienkommunikation und damit einhergehend auch den organisatorischen und programmatischen Strukturmerkmalen der Parteien verknüpft, diese erfolgte allerdings oft ohne vertiefte Berücksichtigung des Parteiwandels. Dies soll in diesem Beitrag daher versucht werden. Der Diskursanalyse des Strategiebegriffes in Wahlkampfsituationen folgt die detaillierte Darstellung der drei Operationalisierungsparameter, die in die Festlegung des Parteityps münden. Die Diskussion idealtypischer Wahlkampfmodelle als theoretischer Bezugsrahmen für die Bewertung der Wahlkampagnen ergänzt den theoretisch-konzeptionellen Bezugsrahmen. Die insgesamt in der Literatur in ihren Ausführungen oftmals normativ gestalteten Darstellungen idealtypischer politischer Strategie sollen im letzten Teil der Arbeit auf ihre Umsetzbarkeit im parteipolitischen Alltag überprüft werden und dies nicht nur anhand einzelner, mit einander nicht in Zusammenhang stehender Ereignisse, sondern anhand der sich periodisch unter vergleichbaren Bedingungen wiederholenden Wahlkämpfe. Dafür werden die jeweiligen Ausgangs- und Rahmenbedingungen der einzelnen Wahlkämpfe sowie die zuvor dargelegten Elemente professionalisierter Wahlkampagnen für die Wahlkampagnen von SPD und CDU seit 1990 dargestellt. Aus diesen Gegenüberstellungen soll im Anschluss der längsschnittliche Vergleich der Strategiefähigkeit und Kommunikationskompetenz von SPD und CDU abgeleitet werden
Anmerkung: Es handelt sich um die 1. Auflage der Dissertation.
2. überarbeitete Auflage siehe:
"https://ubt.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/2166".
Ausgangspunkt der politisch-ikonographischen Untersuchung, in deren Zentrum zwei Staatsporträts König Maximilians II. von Bayern stehen, ist die Beobachtung, dass diese beiden Bildnisse grundsätzlich unterschiedliche Inszenierungsformen wählen. Das erste von Max Hailer gefertigte Werk zeigt Maximilian II. im vollen bayerischen Krönungsornat und greift eine tradierte Darstellungsweise im Staatsporträt auf. Es entstand zwei Jahre nach Maximilians II. Thronbesteigung und damit nach den revolutionären Unruhen der Jahre 1848/49 im Jahr 1850. Das zweite wurde von Joseph Bernhardt 1857 bis 1858 gemalt und im Jahr 1858 zum zehnjährigen Thronjubiläum des Monarchen erstmals präsentiert. Die Inszenierung ändert sich im zweiten Bildnis: Das bayerische Krönungsornat ist der Generalsuniform gewichen, ebenso weitere Details, die sich noch in der ersten Darstellung finden: Draperie und Wappen fehlen, der übliche bayerisch-königliche Thronsessel ist durch einen anderen ersetzt. In den Hintergrund gedrängt ist die Verfassung, immerhin seit 1818 staatliche Rechtsgrundlage des bayerischen Königreichs. Die beiden Staatsporträts Maximilians II. leiten offensichtlich von den Herrscherbildnissen im vollen bayerischen Krönungsornat seines Großvaters Maximilian I. und Vaters Ludwig I. über zu einer solchen in Uniform mit Krönungsmantel wie sie sich bei Napoleon III. und Friedrich Wilhelm IV. finden und wie sie sein Sohn Ludwig II. weiterführte. Es stellt sich somit die Frage, welche Faktoren zu diesem prägnanten Wandel in der Inszenierung Maximilians II. als König von Bayern führten. Die Arbeit geht der These nach, dass beide Darstellungen grundlegend auf eine reaktionäre, gegen die Revolution 1848/49 gerichtete Politik ausgelegt sind, wobei dieser reaktionäre Charakter in Maximilians II. Bildnis von 1858 noch eine Steigerung im Vergleich zu derjenigen von 1850 erfährt. Zudem wandelt sich die innenpolitisch-historische Ausrichtung des ersten Porträts bei der zweiten Darstellung des bayerischen Monarchen in eine außenpolitisch-progressive. Die Legitimation Maximilians II. begründet sich nicht mehr, wie bei ersterem, in der Geschichte und der Herrschaft der Wittelsbacher, sondern in seinen eigenen Errungenschaften und seiner eigenen Herrschaft. Dieser Wechsel der politischen Bildaussage fußt sowohl auf den politischen Veränderungen und Entwicklungen innerhalb und außerhalb Bayerns als auch auf der Entwicklung des Staatsporträts in der Mitte des 19. Jahrhunderts. Nach nur zehn Jahren wird so eine veränderte Botschaft über Maximilians II. Position und Machtanspruch ausgesendet.
Die Dissertation beschäftigt sich mit einer neuartigen Art von Branch-and-Bound Algorithmen, deren Unterschied zu klassischen Branch-and-Bound Algorithmen darin besteht, dass
das Branching durch die Addition von nicht-negativen Straftermen zur Zielfunktion erfolgt
anstatt durch das Hinzufügen weiterer Nebenbedingungen. Die Arbeit zeigt die theoretische Korrektheit des Algorithmusprinzips für verschiedene allgemeine Klassen von Problemen und evaluiert die Methode für verschiedene konkrete Problemklassen. Für diese Problemklassen, genauer Monotone und Nicht-Monotone Gemischtganzzahlige Lineare Komplementaritätsprobleme und Gemischtganzzahlige Lineare Probleme, präsentiert die Arbeit
verschiedene problemspezifische Verbesserungsmöglichkeiten und evaluiert diese numerisch.
Weiterhin vergleicht die Arbeit die neue Methode mit verschiedenen Benchmark-Methoden
mit größtenteils guten Ergebnissen und gibt einen Ausblick auf weitere Anwendungsgebiete
und zu beantwortende Forschungsfragen.
Debatten führen nicht immer zu einem Konsens. Selbst die Vorlage von Beweisen bewirkt nicht immer eine Überzeugung der Gegenseite. Dies zeigt sich nicht nur in der Geschichte der Wissenschaften (vgl. Ludwik Fleck, Bruno Latour), sondern auch in der in unterschiedlichen Disziplinen geführten zeitgenössischen Debatte unter dem Label ‚science wars‘ zwischen einem Realismus und Konstruktivismus beziehungsweise Relativismus. Unterschiede in ihren Legitimierungen zeigen systematisch verschiedene Wirklichkeits- und Wahrheitsverständnisse, die sich aus den vom Seinsstandort der Perspektive abhängigen Grundannahmen konstituieren. Über einen wissenssoziologischen Zugriff wird es möglich die (sozio-)strukturlogische Konstitution von Perspektivität zu analysieren, die eine epistemologisch vorstrukturierte Revolvierung untereinander inkommensurabler Beiträge in der Debatte aufdeckt, was als Erklärung für ungelöste Debatten in Wissenschaft, Politik und Alltag überhaupt fungieren kann.
Die vorliegende Arbeit orientiert sich in ihrem Vorgehen an dem von Paul Boghossian veröffentlichten Werk ‚Angst vor der Wahrheit‘ als zeitgenössischen Vertreter eines Neuen Realismus. Hierbei werden zum einen den direkten Bezügen von Boghossian die Aussagen der kritisierten Perspektiven (v.a. Latour und Goodman) gegenübergestellt, als auch zum anderen weitere Spielarten eines Konstruktivismus (kognitionstheoretischer Konstruktivismus nach Maturana und Varela, soziologischer Konstruktivismus nach Berger und Luckmann, Wissenschaftssoziologie am Beispiel von Bloor und Latour, die Systemtheorie von Luhmann sowie postkonstruktivistische Positionen) in den Dimensionen ‚Wissensverständnis‘, ‚Subjektrelevanz‘ und ‚Einstellung zu einer naturalistischen Grundlage‘ vorgestellt. Es wird eine systematische und beidseitige Fehlinterpretation in der Debatte zwischen Realismus und Konstruktivismus sichtbar. Diese wird auf die Seinsgebundenheit von Perspektiven nach dem Verständnis einer mannheimschen Wissenssoziologie zurückgeführt. Anhand einer Rekonstruktion der Erkenntnistheorie des frühen Mannheims (1922: ‚Strukturanalyse der Erkenntnistheorie‘) wird die (sozio-)strukturlogische Konstitution erkenntnistheoretischer Elemente von Grundwissenschaften herausgearbeitet, wodurch denkstilgemäße Objektivierungen (und damit Wahrheitsverständnisse) unterschieden werden können. Diese Unterschiede erklären nicht nur die Inkommensurabilität von heterogenen Perspektiven in Debatten, sondern zeigen auf, dass das Aufeinandertreffen der Debattierenden vorstrukturiert sind. Der Ablauf einer Debatte ist soziostrukturell determiniert. Abschließend wird in der vorliegenden Arbeit diskutiert, inwiefern der verfahrenen Situation einer Debatte entgegengewirkt werden kann und auf welche Weise eine wissenssoziologische Analyse zu einem gegenseitigen Verständnis zwischen debattierenden Parteien beitragen kann.
Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Fragestellung, ob und wie Intersektionalität als analytische Perspektive für literarische Texte eine nützliche Ergänzung für ethnisch geordnete Literaturfelder darstellt. Diese Fragestellung wird anhand der Analyse dreier zeitgenössischer chinesisch-kanadischer Romane untersucht.
In der Einleitung wird die Relevanz der Themenbereiche Intersektionalität und asiatisch-kanadische Literatur erörtert. Das darauffolgende Kapitel bietet einen historischen Überblick über die chinesisch-kanadische Einwanderung und geht detailliert auf die literarischen Produktionen ein. Es wird aufgezeigt, dass, obwohl kulturelle Güter auch zur Artikulation von Ungleichheitsverhältnissen aufgrund von zugeschriebener ethnischer Zugehörigkeit entstehen, ein Diversifizierungsbestreben innerhalb der literarischen Gemeinschaft von chinesisch-kanadischen Autor:innen identifiziert werden kann. Das dritte Kapitel widmet sich dem Begriff „Intersektionalität“ und stellt, nach einer historischen Einordnung des Konzeptes mit seinen Ursprüngen im Black Feminism, Intersektionalität als bindendes Element zwischen Postkolonialismus, Diversität und Empowerment dar – Konzepte, die für die Analyse (kanadischer) Literatur in dieser Dissertation von besonderer Relevanz sind. Anschließend wird die Rolle von Intersektionalität in der Literaturwissenschaft aufgegriffen. Die darauffolgenden exemplarischen Analysen von Kim Fus For Today I Am a Boy, Wayson Choys The Jade Peony und Yan Lis Lily in the Snow veranschaulichen die vorangegangen methodischen Überlegungen. Allen drei Romanen vorangestellt ist die Kontextualisierung des jeweiligen Werkes als chinesisch-kanadisch, aber auch bisher vorgenommene Überlegungen, die diese Einordnung infrage stellen. Nach einer Zusammenfassung des Inhalts folgt eine intersektionale Analyse auf der inhaltlichen Ebene, die in den familiären und weiteren sozialen Bereich unterteilt ist, da sich die Hierarchiemechanismen innerhalb dieser Bereiche unterscheiden oder gegenseitig verstärken, wie aus den Analysen hervorgeht. Anschließend wird die formale Analyse mit einem intersektionalen Schwerpunkt in einem separaten Unterkapitel näher beleuchtet. Ein drittes Unterkapitel widmet sich einem dem jeweiligen Roman spezifischen Aspekt, der im Zusammenhang mit einer intersektionalen Analyse von besonderer Relevanz ist. Die Arbeit schließt mit einem übergreifenden Fazit, welches die wichtigsten Ergebnisse aus der Analyse zusammenfasst und mit weiteren Überlegungen zu den Implikationen dieser Dissertation, vor allem im Hinblick auf sogenannte kanadische „master narratives“, die eine weitreichende, kontextuelle Relevanz für das Arbeiten mit literarischen Texten aufweisen und durch einen intersektionalen literarischen Ansatz in Zukunft gegebenenfalls gewinnbringend ergänzt werden können.
In recent years, the establishment of new makerspaces in Germany has increased significantly. The underlying phenomenon of the Maker Movement is a cultural and technological movement focused on making physical and digital products using open source principles, collaborative production, and individual empowerment. Because of its potential to democratize the innovation and production process, empower individuals and communities, and enable innovators to solve problems at the local level, the Maker Movement has received considerable attention in recent years. Despite numerous indicators, little is known about the phenomenon and its individual members, especially in Germany. Initial research suggests that the Maker Movement holds great potential for innovation and entrepreneurship. However, there is still a gap in understanding how Makers discover, evaluate and exploit entrepreneurial opportunities. Moreover, there is still controversy - both among policy makers and within the maker community itself - about the impact the maker movement has and can have on innovation and entrepreneurship in the future. This dissertation uses a mixed-methods approach to explore these questions. In addition to a quantitative analysis of maker characteristics, the results show that social impact, market size, and property rights have significant effects on the evaluation of entrepreneurial opportunities. The findings within this dissertation expand research in the field of the Maker Movement and offer multiple implications for practice. This dissertation provides the first quantitative data on makers in makerspaces in Germany, their characteristics and motivations. In particular, the relationship between the Maker Movement and entrepreneurship is explored in depth for the first time. This is complemented by the presentation of different identity profiles of the individuals involved. In this way, policy-makers can develop a better understanding of the movement, its personalities and values, and consider them in initiatives and formats.
This thesis deals with REITs, their capital structure and the effects on leverage that regulatory requirements might have. The data used results from a combination of Thomson Reuters data with hand-collected data regarding the REIT status, regulatory information and law variables. Overall, leverage is analysed across 20 countries in the years 2007 to 2018. Country specific data, manually extracted from yearly EPRA reportings, is merged with company data in order to analyse the influence of different REIT restrictions on a firm's leverage.
Observing statistically significant differences in means across NON-REITs and REITs, causes motivation for further investigations. My results show that variables beyond traditional capital structure determinants impact the leverage of REITs. I find that explicit restrictions on leverage and the distribution of profits have a significant effect on leverage decisions. This supports the notion that the restrictions from EPRA reportings are mandatory. I test for various combinations of regulatory variables that show both in isolation as well as in combination significant effects on leverage.
My main result is the following: Firms that operate under regulation that specifies a maximum leverage ratio, in addition to mandatory high dividend distributions, have on average lower leverage ratios. Further the existence of sanctions has a negative effect on REITs' leverage ratios, indicating that regulation is binding. The analysis clearly shows that traditional capital structure determinants are of second order relevance. This relationship highlights the impact on leverage and financing decisions caused by regulation. These effects are supported by further analysis. Results based on an event study show that REITs have statistically lower leverage ratios compared to NON-REITs. Based on a structural break model, the following effect becomes apparent: REITs increase their leverage ratios in years prior REIT status. As a consequence, the ex ante time frame is characterised by a bunker and adaption process, followed by the transformation in the event. Using an event study and a structural break model, the analysis highlights the dominance of country-specific regulation.
Striving for sustainable development by combating climate change and creating a more social world is one of the most pressing issues of our time. Growing legal requirements and customer expectations require also Mittelstand firms to address sustainability issues such as climate change. This dissertation contributes to a better understanding of sustainability in the Mittelstand context by examining different Mittelstand actors and the three dimensions of sustainability - social, economic, and environmental sustainability - in four quantitative studies. The first two studies focus on the social relevance and economic performance of hidden champions, a niche market leading subgroup of Mittelstand firms. At the regional level, the impact of 1,645 hidden champions located in Germany on various dimensions of regional development is examined. A higher concentration of hidden champions has a positive effect on regional employment, median income, and patents. At the firm level, analyses of a panel dataset of 4,677 German manufacturing firms, including 617 hidden champions, show that the latter have a higher return on assets than other Mittelstand firms. The following two chapters deal with environmental strategies and thus contribute to the exploration of the environmental dimension of sustainability. First, the consideration of climate aspects in investment decisions is compared using survey data from 468 European venture capital and private equity investors. While private equity firms respond to external stakeholders and portfolio performance and pursue an active ownership strategy, venture capital firms are motivated by product differentiation and make impact investments. Finally, based on survey data from 443 medium-sized manufacturing firms in Germany, 54% of which are family-owned, the impact of stakeholder pressures on their decarbonization strategies is analyzed. A distinction is made between symbolic (compensation of CO₂-emissions) and substantive decarbonization strategies (reduction of CO₂-emissions). Stakeholder pressures lead to a proactive pursuit of decarbonization strategies, with internal and external stakeholders varying in their influence on symbolic and substantial decarbonization strategies, and the relationship influenced by family ownership.
The German Mittelstand is closely linked to the success of the German economy. Mittelstand firms, thereof numerous Hidden Champions, significantly contribute to Germany’s economic performance, innovation, and export strength. However, the advancing digitalization poses complex challenges for Mittelstand firms. To benefit from the manifold opportunities offered by digital technologies and to defend or even expand existing market positions, Mittelstand firms must transform themselves and their business models. This dissertation uses quantitative methods and contributes to a deeper understanding of the distinct needs and influencing factors of the digital transformation of Mittelstand firms. The results of the empirical analyses of a unique database of 525 mid-sized German manufacturing firms, comprising both firm-related information and survey data, show that organizational capabilities and characteristics significantly influence the digital transformation of Mittelstand firms. The results support the assumption that dynamic capabilities promote the digital transformation of such firms and underline the important role of ownership structure, especially regarding family influence, for the digital transformation of the business model and the pursuit of growth goals with digitalization. In addition to the digital transformation of German Mittelstand firms, this dissertation examines the economic success and regional impact of Hidden Champions and hence, contributes to a better understanding of the Hidden Champion phenomenon. Using quantitative methods, it can be empirically proven that Hidden Champions outperform other mid-sized firms in financial terms and promote regional development. Consequently, the results of this dissertation provide valuable research contributions and offer various practical implications for firm managers and owners as well as policy makers.
Diese Dissertationsschrift befasst sich mit der Erforschung des motorischen Gedächtnisses. Wir gehen der Frage nach, ob sich dort Analogien zu im deklarativen Gedächtnis bekannten kontextuellen und inhibitorischen Effekten finden lassen.
Der erste von drei peer reviewed Artikeln setzt sich mit der generellen Bedeutung von externen Kontextmerkmalen für einen motorischen Gedächtnisabruf auseinander. Wir veränderten zwei verschiedene Sätze motorischer Sequenzen entlang einer hohen Zahl entsprechender Merkmale. Signifikant unterschiedliche Erinnerungsleistungen wiesen auf eine Kontextabhängigkeit motorischer Inhalte hin. Die Erinnerungsleistung variierte entlang der seriellen Output-Position. Bei einem Kontextwechsel blieb die Erinnerungsleistung über den Abrufverlauf nahezu stabil, bei Kontextbeibehaltung fiel diese schnell signifikant ab.
Beide weiteren peer reviewed Artikel wenden sich dann der Inhibition motorischer Sequenzen zu. Im zweiten Artikel begutachten wir drei Sätze motorischer Sequenzen, die wir mit verschiedenen Händen ausführen ließen, auf ein selektives gerichtetes Vergessen. Die Vergessen-Gruppe zeigte dies nur, wenn für Satz Zwei und Drei dieselbe Hand benutzt wurde und somit ein hohes Interferenzpotenzial zwischen diesen Listen bestand. War dieses im Vergleich niedrig, indem beide Sätze mit verschiedenen Händen auszuführen waren, trat kein selektives gerichtetes Vergessen auf. Das deutet auf kognitive Inhibition als wirkursächlichen Prozess.
Im dritten Artikel schließlich untersuchen wir Effekte willentlicher kognitiver Unterdrückung sowohl des Gedächtnisabrufs als auch des Ausführens in einer motorischen Adaptation des TNT (think/no-think) – Paradigmas (Anderson & Green, 2001). Waren die Sequenzen in Experiment 1 anfänglich stärker trainiert worden, so zeigten willentlich unterdrückte (no-think) motorische Repräsentationen eine deutliche Verlangsamung in deren Zugänglichkeit und tendenziell auch in der Ausführung, - im Vergleich zu Basisraten-Sequenzen. Waren die Sequenzen in Experiment 2 dagegen nur moderat trainiert, wurden diese auch schlechter erinnert und deutlich verlangsamt ausgeführt. Willentliche kognitive Unterdrückung kann motorische Gedächtnisrepräsentation und deren Ausführung beeinflussen.
Unsere drei Artikel bestätigen motorische Analogien bekannter Kontext- und Inhibitionseffekte im deklarativen Gedächtnis. Wir führen ein selektives gerichtetes Vergessen motorischer Inhalte eindeutig auf Inhibition zurück und bestätigen darüber hinaus Effekte der willentlichen Unterdrückung motorischer Gedächtnisrepräsentation.
Building Fortress Europe Economic realism, China, and Europe’s investment screening mechanisms
(2023)
This thesis deals with the construction of investment screening mechanisms across the major economic powers in Europe and at the supranational level during the post-2015 period. The core puzzle at the heart of this research is how, in a traditional bastion of economic liberalism such as Europe, could a protectionist tool such as investment screening be erected in such a rapid manner. Within a few years, Europe went from a position of being highly welcoming towards foreign investment to increasingly implementing controls on it, with the focus on China. How are we to understand this shift in Europe? I posit that Europe’s increasingly protectionist shift on inward investment can be fruitfully understood using an economic realist approach, where the introduction of investment screening can be seen as part of a process of ‘balancing’ China’s economic rise and reasserting European competitiveness. China has moved from being the ‘workshop of the world’ to becoming an innovation-driven economy at the global technological frontier. As China has become more competitive, Europe, still a global economic leader, broadly situated at the technological frontier, has begun to sense a threat to its position, especially in the context of the fourth industrial revolution. A ‘balancing’ process has been set in motion, in which Europe seeks to halt and even reverse the narrowing competitiveness gap between it and China. The introduction of investment screening measures is part of this process.
While humans find it easy to process visual information from the real world, machines struggle with this task due to the unstructured and complex nature of the information. Computer vision (CV) is the approach of artificial intelligence that attempts to automatically analyze, interpret, and extract such information. Recent CV approaches mainly use deep learning (DL) due to its very high accuracy. DL extracts useful features from unstructured images in a training dataset to use them for specific real-world tasks. However, DL requires a large number of parameters, computational power, and meaningful training data, which can be noisy, sparse, and incomplete for specific domains. Furthermore, DL tends to learn correlations from the training data that do not occur in reality, making DNNs poorly generalizable and error-prone.
Therefore, the field of visual transfer learning is seeking methods that are less dependent on training data and are thus more applicable in the constantly changing world. One idea is to enrich DL with prior knowledge. Knowledge graphs (KG) serve as a powerful tool for this purpose because they can formalize and organize prior knowledge based on an underlying ontological schema. They contain symbolic operations such as logic, rules, and reasoning, and can be created, adapted, and interpreted by domain experts. Due to the abstraction potential of symbols, KGs provide good prerequisites for generalizing their knowledge. To take advantage of the generalization properties of KG and the ability of DL to learn from large-scale unstructured data, attempts have long been made to combine explicit graph and implicit vector representations. However, with the recent development of knowledge graph embedding methods, where a graph is transferred into a vector space, new perspectives for a combination in vector space are opening up.
In this work, we attempt to combine prior knowledge from a KG with DL to improve visual transfer learning using the following steps: First, we explore the potential benefits of using prior knowledge encoded in a KG for DL-based visual transfer learning. Second, we investigate approaches that already combine KG and DL and create a categorization based on their general idea of knowledge integration. Third, we propose a novel method for the specific category of using the knowledge graph as a trainer, where a DNN is trained to adapt to a representation given by prior knowledge of a KG. Fourth, we extend the proposed method by extracting relevant context in the form of a subgraph of the KG to investigate the relationship between prior knowledge and performance on a specific CV task. In summary, this work provides deep insights into the combination of KG and DL, with the goal of making DL approaches more generalizable, more efficient, and more interpretable through prior knowledge.