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We consider a linear regression model for which we assume that some of the observed variables are irrelevant for the prediction. Including the wrong variables in the statistical model can either lead to the problem of having too little information to properly estimate the statistic of interest, or having too much information and consequently describing fictitious connections. This thesis considers discrete optimization to conduct a variable selection. In light of this, the subset selection regression method is analyzed. The approach gained a lot of interest in recent years due to its promising predictive performance. A major challenge associated with the subset selection regression is the computational difficulty. In this thesis, we propose several improvements for the efficiency of the method. Novel bounds on the coefficients of the subset selection regression are developed, which help to tighten the relaxation of the associated mixed-integer program, which relies on a Big-M formulation. Moreover, a novel mixed-integer linear formulation for the subset selection regression based on a bilevel optimization reformulation is proposed. Finally, it is shown that the perspective formulation of the subset selection regression is equivalent to a state-of-the-art binary formulation. We use this insight to develop novel bounds for the subset selection regression problem, which show to be highly effective in combination with the proposed linear formulation.
In the second part of this thesis, we examine the statistical conception of the subset selection regression and conclude that it is misaligned with its intention. The subset selection regression uses the training error to decide on which variables to select. The approach conducts the validation on the training data, which oftentimes is not a good estimate of the prediction error. Hence, it requires a predetermined cardinality bound. Instead, we propose to select variables with respect to the cross-validation value. The process is formulated as a mixed-integer program with the sparsity becoming subject of the optimization. Usually, a cross-validation is used to select the best model out of a few options. With the proposed program the best model out of all possible models is selected. Since the cross-validation is a much better estimate of the prediction error, the model can select the best sparsity itself.
The thesis is concluded with an extensive simulation study which provides evidence that discrete optimization can be used to produce highly valuable predictive models with the cross-validation subset selection regression almost always producing the best results.
Harvesting of silage maize in late autumn on waterlogged soils may result in several ecological problems such as soil compaction and may subsequently be a major threat to soil fertility in Europe. It was hypothesized that perennial energy crops might reduce the vulnerability for soil compaction through earlier harvest dates and improved soil stability. However, the performance of such crops to be grown on soil that are periodically waterlogged and implications for soil chemical and microbial properties are currently an open issue. Within the framework of a two-year pot experiment we investigated the potential of the cup plant (Silphium perfoliatum L.), Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus), giant knotweed (Fallopia japonicum X bohemica), tall wheatgrass (Agropyron elongatum), and reed canary grass (Phalaris arundinacea) for cultivation under periodically waterlogged soil conditions during the winter half year and implications for soil chemical and biological properties. Examined perennial energy crops coped with periodical waterlogging and showed yields 50% to 150% higher than in the control which was never faced with waterlogging. Root formation was similar in waterlogged and non-waterlogged soil layers. Soil chemical and microbial properties clearly responded to different soil moisture treatments. For example, dehydrogenase activity was two to four times higher in the periodically waterlogged treatment compared to the control. Despite waterlogging, aerobic microbial activity was significantly elevated indicating morphological and metabolic adaptation of the perennial crops to withstand waterlogged conditions. Thus, our results reveal first evidence of a site-adapted biomass production on periodical waterlogged soils through the cultivation of perennial energy crops and for intense plant microbe interactions.
A satellite-based climatology of wind-induced surface temperature anomalies for the Antarctic
(2019)
It is well-known that katabatic winds can be detected as warm signatures in the surface temperature over the slopes of the Antarctic ice sheets. For appropriate synoptic forcing and/or topographic channeling, katabatic surges occur, which result in warm signatures also over adjacent ice shelves. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) ice surface temperature (IST) data are used to detect warm signatures over the Antarctic for the winter periods 2002–2017. In addition, high-resolution (5 km) regional climate model data is used for the years of 2002 to 2016. We present a case study and a climatology of wind-induced IST anomalies for the Ross Ice Shelf and the eastern Weddell Sea. The IST anomaly distributions show maxima around 10–15K for the slopes, but values of more than 25K are also found. Katabatic surges represent a strong climatological signal with a mean warm anomaly of more than 5K on more than 120 days per winter for the Byrd Glacier and the Nimrod Glacier on the Ross Ice Shelf. The mean anomaly for the Brunt Ice Shelf is weaker, and exceeds 5K on about 70 days per winter. Model simulations of the IST are compared to the MODIS IST, and show a very good agreement. The model data show that the near-surface stability is a better measure for the response to the wind than the IST itself.
Abstract: Thermal infrared (TIR) multi-/hyperspectral and sun-induced fluorescence (SIF) approaches together with classic solar-reflective (visible, near-, and shortwave infrared reflectance (VNIR)/SWIR) hyperspectral remote sensing form the latest state-of-the-art techniques for the detection of crop water stress. Each of these three domains requires dedicated sensor technology currently in place for ground and airborne applications and either have satellite concepts under development (e.g., HySPIRI/SBG (Surface Biology and Geology), Sentinel-8, HiTeSEM in the TIR) or are subject to satellite missions recently launched or scheduled within the next years (i.e., EnMAP and PRISMA (PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa, launched on March 2019) in the VNIR/SWIR, Fluorescence Explorer (FLEX) in the SIF). Identification of plant water stress or drought is of utmost importance to guarantee global water and food supply. Therefore, knowledge of crop water status over large farmland areas bears large potential for optimizing agricultural water use. As plant responses to water stress are numerous and complex, their physiological consequences affect the electromagnetic signal in different spectral domains. This review paper summarizes the importance of water stress-related applications and the plant responses to water stress, followed by a concise review of water-stress detection through remote sensing, focusing on TIR without neglecting the comparison to other spectral domains (i.e., VNIR/SWIR and SIF) and multi-sensor approaches. Current and planned sensors at ground, airborne, and satellite level for the TIR as well as a selection of commonly used indices and approaches for water-stress detection using the main multi-/hyperspectral remote sensing imaging techniques are reviewed. Several important challenges are discussed that occur when using spectral emissivity, temperature-based indices, and physically-based approaches for water-stress detection in the TIR spectral domain. Furthermore, challenges with data processing and the perspectives for future satellite missions in the TIR are critically examined. In conclusion, information from multi-/hyperspectral TIR together with those from VNIR/SWIR and SIF sensors within a multi-sensor approach can provide profound insights to actual plant (water) status and the rationale of physiological and biochemical changes. Synergistic sensor use will open new avenues for scientists to study plant functioning and the response to environmental stress in a wide range of ecosystems.
Background
In light of the current biodiversity crisis, DNA barcoding is developing into an essential tool to quantify state shifts in global ecosystems. Current barcoding protocols often rely on short amplicon sequences, which yield accurate identification of biological entities in a community but provide limited phylogenetic resolution across broad taxonomic scales. However, the phylogenetic structure of communities is an essential component of biodiversity. Consequently, a barcoding approach is required that unites robust taxonomic assignment power and high phylogenetic utility. A possible solution is offered by sequencing long ribosomal DNA (rDNA) amplicons on the MinION platform (Oxford Nanopore Technologies).
Findings
Using a dataset of various animal and plant species, with a focus on arthropods, we assemble a pipeline for long rDNA barcode analysis and introduce a new software (MiniBar) to demultiplex dual indexed Nanopore reads. We find excellent phylogenetic and taxonomic resolution offered by long rDNA sequences across broad taxonomic scales. We highlight the simplicity of our approach by field barcoding with a miniaturized, mobile laboratory in a remote rainforest. We also test the utility of long rDNA amplicons for analysis of community diversity through metabarcoding and find that they recover highly skewed diversity estimates.
Conclusions
Sequencing dual indexed, long rDNA amplicons on the MinION platform is a straightforward, cost-effective, portable, and universal approach for eukaryote DNA barcoding. Although bulk community analyses using long-amplicon approaches may introduce biases, the long rDNA amplicons approach signifies a powerful tool for enabling the accurate recovery of taxonomic and phylogenetic diversity across biological communities.
Gegenstand der Dissertation ist die Geschichte und Manifestation des Nationaltheaters in Japan, der Transfer einer europäischen Kulturinstitution nach und deren Umsetzungsprozess in Japan, welcher mit der Modernisierung Japans ab Mitte des 19. Jahrhunderts begann und erst hundert Jahre später mit der Eröffnung des ersten Nationaltheaters 1966 endete. Dazu werden theaterhistorische Entwicklungen, Veränderungen in der Theaterproduktion und -architektur in Bezug auf die Genese eines japanischen Nationaltheaters beleuchtet. Das Ergebnis zeigt, dass sich die Institution Nationaltheater in seiner japanischen kulturellen Translation bzw. Manifestation wesentlich von den vom Land selbst als Model anvisierten Pendants in Europa in Inhalt, Organisations- und Produktionsstruktur unterscheidet. Kulturell übersetzt wurde allein die Hülle der europäischen Institution. Das erste Nationaltheater in Japan manifestiert sich als eine von der Regierung im Rahmen des Denkmalschutzgesetztes initiierte und bestimmte, spezifisch japanische Variante eines Nationaltheaters, die unter dem Management von staatlichen Angestellten und Beamten den Erhalt traditioneller Künste in dafür ausgerichteten Bühnen zur Aufgabe hat. Nationaltheaterensemble gibt es nicht, die Produktionen werden mit Schauspielern kommerzieller Theaterunternehmen realisiert. Der lange Prozess dieser Genese liegt in der nicht vorhandenen Theaterförderung seitens der Regierung und der eher zurückhaltenden Haltung der Theaterwelt gegenüber einem staatlich betriebenen Theater begründet. Das Hüllen-Konzept des ersten Nationaltheaters diente, genau wie dessen Management durch Beamte, als Prototyp für die fünf weiteren bis 2004 eröffneten Nationaltheater in Japan, welche als Spartentheater der spezifisch japanischen Vielfalt an Theaterformen, auch in ihrer Bühnenarchitektur Rechnung tragen.
In dem Beitrag wird ein praxissoziologischer Ansatz für die Beschreibung und Analyse der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit vorgestellt. Dafür wird zunächst die Entwicklung der Kooperationsforschung, ihre charakteristischen Orientierungen sowie die Grundzüge praxistheoretischen Denkens skizziert. Darauf aufbauend wird die heuristische Denkfigur der grenzüberschreitenden Praxisformation erarbeitet, die mit Prämissen herkömmlicher Kooperationsforschung bricht. Sie wird am Beispiel von vier Herausforderungen der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit weiter ausdifferenziert, um schließlich zu einer alternativen Perspektivierung der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit zu gelangen. Es folgt ein Ausblick, der auf die forschungspraktischen Besonderheiten des vorgestellten Ansatzes eingeht mit Blick auf eine künftige praxissoziologische und multidisziplinär anschlussfähige Kooperationsforschung.
Cet article analyse les pratiques quotidiennes des habitants de Sarre, de Lorraine, du Luxembourg, de Rhénanie-Palatinat et de Wallonie effectuées dans les régions voisines. L’hypothèse est l’existence d’une réalité de vie transfrontalière dans la Grande Région à partir des pratiques transfrontalières de ses habitants. Dans une telle perspective socio-constructiviste, on ne demande pas ce qu'est la Grande Région SaarLorLux, mais comment elle est constituée ou comment elle se manifeste dans la vie quotidienne de ses habitants. Pour donner des éléments de réponse, seront analysées les pratiques transfrontalières les plus courantes, notamment le fait de faire des achats et du shopping, se détendre dans la nature/faire du tourisme, fréquenter des manifestations culturelles et rendre visite à des amis et à la famille. Les considérations se basent sur trois études empiriques récentes dans l’espace d'analyse, qui sont mises en rapport et contextualisées socio-culturellement et socio-économiquement dans le but de relever l'organisation spatiale, les motivations ainsi que d'autres facteurs contextuels des pratiques transfrontalières dans la Grande Région SaarLorLux. Dans cette approche, les flux de mobilité et les préférences spatiales sont reconstruits à partir des pratiques quotidiennes qui donnent un aperçu des réalités de vie transfrontalière dans la Grande Région SaarLorLux.
Faut-il interdire les emballages en plastique ? Quels arguments s’opposent au droit de vote à partir de 14 ans ? Quelles sont les conséquences du Brexit sur l’Europe ? – Ce type de questions a toute sa place en conseil de coopération, car leur discussion offre des possibilités d’apprentissage des processus démocratiques.
Dans les écoles secondaires, le conseil de coopération offre aussi aux élèves un espace pour exprimer leurs demandes et explorer, dans un processus démocratique, les potentiels d’amélioration pour la classe et l’école. Les supports ci-dessous vous aideront à préparer et à mener les réunions de manière autonome.
Dans les écoles fondamentales, le conseil de coopération offre aux élèves la possibilité d’apprendre et d’approfondir les premières étapes de la gestion démocratique. Dans un espace protégé, ils / elles apprennent à s’exprimer sur les thèmes les plus divers, à résoudre les conflits en se concentrant sur les solutions et à prendre des responsabilités. Les supports présentés ici ont pour objectif de vous aider à mettre en place et à mener à bien le conseil de coopération.
La mise en œuvre d’un conseil de coopération est liée à l’espoir de renforcer les compétences démocratiques des élèves. Une étude empirique1 réalisée au Lycée Nic Biever de Dudelange a analysé les compétences réellement acquises par les participant(e)s grâce à cette méthode d’éducation à la démocratie ainsi que l’impact du conseil de coopération sur la classe.
C’est la participation des citoyen(ne)s engagé(e)s qui fait vivre la démocratie. À cette fin, il est nécessaire de familiariser le plus tôt possible les enfants et les adolescents aux méthodes démocratiques. Le conseil de coopération est un outil d’éducation à la démocratie qui offre aux élèves de nombreuses possibilités pour expérimenter la participation et renforcer leurs compétences démocratiques.
Les carnets paraissent biannuellement et offrent aux dirigeant(e)s des écoles ainsi qu’au personnel des fondements théoriques et du matériel pratique pour la mise en œuvre d’un développement scolaire démocratique. Chaque publication traite d’une méthode de l’éducation à la démocratie ou d’une question stratégique du développement scolaire. Les carnets en langue allemande sont mis à disposition des écoles luxembourgeoises en version imprimée. Tous le matériel ainsi que la version en langue française sont disponibles en ligne.
Die Aufgabe der vorliegenden Arbeit lag darin, anhand der Quelle von Luthers Tischreden zu zeigen, welche Art von Kunstwerken Martin Luther erwähnt und welche Funktion diese in den Colloquia hatten. Sie untersucht das Corpus der über 7000 Tischreden systematisch auf Äußerungen, die im Zusammenhang mit Kunstwerken im weitesten Sinne stehen. Es erfolgte eine textkritische Bearbeitung der Tischreden. Der Anspruch der Arbeit war, diese Bildwerke zu identifizieren und in ihren historischen bzw. kunsthistorischen Kontext zu stellen. Da viele Parallelstellen gefunden und herangezogen werden konnten, ließen sich zahlreiche Irrtümer aufdecken und Fehldeutungen korrigieren. Der Fokus lag dabei nach der Auswertung und der anschließenden Beschäftigung mit den Stellen auf Luthers geradezu leitmotivisch auftretendem Thema der Superbia. Diesem Themenbereich der Todsünden wurde in der Lutherforschung bisher nur wenig Beachtung geschenkt, denn die sie galt für die Reformation als unwesentlich. Es konnte aber in dieser Arbeit dargelegt werden, wie wichtig die Todsünden und vor allem die Superbia in Luthers Tischreden und in seinem Gesamtwerk sind. Darüber hinaus hat sich die Arbeit mit der Performanz der Bilder in Luthers Werk beschäftigt. Sie leistet zudem einen Beitrag zu der Fragestellung, mit welcher Intention Luther seine eigenen Porträts in Auftrag gegeben hat. So wird dargelegt, wie Luther seine Bildstrategien verfolgt. Die Arbeit hat ferner gezeigt, wie wichtig für die effektive, interdisziplinär nutzbare Auswertung der Tischreden als Quelle eine digitale Ausgabe wäre, die mit Metadaten versehen ist und dadurch nach semantischen Kriterien durchsucht werden kann.
A huge number of clinical studies and meta-analyses have shown that psychotherapy is effective on average. However, not every patient profits from psychotherapy and some patients even deteriorate in treatment. Due to this result and the restricted generalization of clinical studies to clinical practice, a more patient-focused research strategy has emerged. The question whether a particular treatment works for an individual case is the focus of this paradigm. The use of repeated assessments and the feedback of this information to therapists is a major ingredient of patient-focused research. Improving patient outcomes and reducing dropout rates by the use of psychometric feedback seems to be a promising path. Therapists seem to differ in the degree to which they make use of and profit from such feedback systems. This dissertation aims to better understand therapist differences in the context of patient-focused research and the impact of therapists on psychotherapy. Three different studies are included, which focus on different aspects within the field:
Study I (Chapter 5) investigated how therapists use psychometric feedback in their work with patients and how much therapists differ in their usage. Data from 72 therapists treating 648 patients were analyzed. It could be shown that therapists used the psychometric feedback for most of their patients. Substantial variance in the use of feedback (between 27% and 52%) was attributable to therapists. Therapists were more likely to use feedback when they reported being satisfied with the graphical information they received. The results therefore indicated that not only patient characteristics or treatment progress affected the use of feedback.
Study II (Chapter 6) picked up on the idea of analyzing systematic differences in therapists and applied it to the criterion of premature treatment termination (dropout). To answer the question whether therapist effects occur in terms of patients’ dropout rates, data from 707 patients treated by 66 therapists were investigated. It was shown that approximately six percent of variance in dropout rates could be attributed to therapists, even when initial impairment was controlled for. Other predictors of dropout were initial impairment, sex, education, personality styles, and treatment expectations.
Study III (Chapter 7) extends the dissertation by investigating the impact of a transfer from one therapist to another within ongoing treatments. Data from 124 patients who agreed to and experienced a transfer during their treatment were analyzed. A significant drop in patient-rated as well as therapist-rated alliance levels could be observed after a transfer. On average, there seemed to be no difficulties establishing a good therapeutic alliance with the new therapist, although differences between patients were observed. There was no increase in symptom severity due to therapy transfer. Various predictors of alliance and symptom development after transfer were investigated. Impacts on clinical practice were discussed.
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.
Die Großregion gilt als eine der wichtigsten Regionen der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit in der Europäischen Union. Nach Beginn der Zusammenarbeit in den siebziger Jahren entwickelte sich die Koope-ration im Bereich der Raumplanung zu einer wichtigen Säule. Dennoch sind konkrete Nachweise, die die hohe Bedeutung einer grenzüberschreitenden Raumplanung bestätigen eher selten zu finden. Aufgegriffen wird diese Thematik meist nur in Bezug auf den gesetzlichen und institutionellen Rahmen.
Das vorliegende Strategiepapier setzt voraus, dass die grenzüberschreitende Raumplanung über die Ge-setze, Pläne und Konzepte hinaus auch aus Planungspraktiken resultiert, die darauf abzielen gesellschaftli-che Bedürfnisse an den Raum langfristig zu berücksichtigen.
Nach einer kurzen Präsentation der wichtigsten Meilensteine der Zusammenarbeit im Bereich der grenz-überschreitenden Raumplanung in der Großregion, stellt dieses Strategiepapier die Ergebnisse eines expe-rimentellen Workshops (Planspiel) vor, der im Jahr 2017 stattfand und bei dem sowohl Forscher als auch Planungspraktiker involviert waren. Abschließend stellt das Dokument eine Reihe von Empfehlungen vor, die auf der Analyse des Forschungsmaterials basieren.
Das Working Paper beleuchtet den Themenbereich Energie und arbeitet Herausforderungen für die Raumentwicklung der Großregion ab. Es diskutiert den Begriff der Energiewende und legt einen Fokus auf Energiesysteme und –träger, insbesondere den Ausbau der Windkraft und Energiegewinnung aus Biomasse im Zusammenhang mit der Entwicklung fossil-atomarer Energiequellen in Deutschland und Frankreich.
Das Working Paper beleuchtet den Themenbereich Beschäftigung und wirtschaftliche Entwicklung und arbeitet Herausforderungen für die Raumentwicklung der Großregion ab. Insbesondere legt es einen Fokus auf die Industriegeschichte sowie die Beschäftigung und grenzüberschreitende Arbeit in der Großregion.
