Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Browsing by Title

Sort by: Order: Results:

  • Inkeröinen, Oula (2023)
    Horizontal visibility determines how far a person can see without any obstacles blocking their line of sight in a horizontal direction. Visibility is in great importance in numerous fields of study and lines of work, such as urban planning, wildlife surveillance and conservation and in military. Manmade obstacles, such as buildings, bridges or other built structures, and environmental elements, like topographical variations or vegetation, can cause noticeable obstruction of visibility in varying magnitude. Airborne laser scanning (ALS) based on light detection and ranging (LiDAR) technology has been used successfully to model built structures and environmental elements, such as forest inventory attributes. This study aims to find out how well horizontal visibility in Finnish boreal forests can be modelled and predicted using a predictive model based on 5 points/m2 ALS point cloud dataset provided by National Land Survey of Finland. The research was done in two separate locations, Karilasanden and Sipoonkorpi National Park, located in Uusimaa region in southern Finland. The ALS point clouds were scanned in summertime 2019 and 2020 for the two research areas. In addition, a total of 60 field measurements of horizontal visibility were collected in summertime 2023. Modelling of horizontal visibility was done with an area-based-approach on the ALS point cloud. The most suitable forest structure variables were selected using a linear regression model based on the measured data at the research areas. The variables were used to predict horizontal visibility with a wall-to-wall method for the whole study sites. Finally, map visualizations were created by generalizing vector polygons of horizontal visibility predictions, and by combining viewshed and horizontal visibility prediction results. The results indicate that number of forest structure metrics based on ALS data can be used for horizontal visibility modelling, including canopy density, median and lower quantile percentages of height distributions and relative density of points from 0.5 to 2.2-meter height. In addition, the 5 points/m2 ALS dataset from National Land Survey of Finland is sufficient dataset for estimation of horizontal visibility in Finnish boreal forests when the accuracy of the output is around tens of meters. Understandable and fit for use map visualization can be produced from the prediction results in various formats. Modelling of Finnish forest structure and using structure metrics as variables for modelling horizontal visibility can be useful for example in city planning for planning the structure of urban greenery or in planning phases of military operations. The available dataset is sufficient for rougher scale modelling, but to achieve finer scale modelling results, increasing the density of the point cloud could be tried or the ALS dataset could be accompanied with other datasets. Also, the availability of the data is somewhat limited since the data is not open. The combining of ALS datasets with TLS datasets for higher point cloud density, usage of TLS dataset for verification purposes of this research's methods or for gathering additional field measurements rose as possible future research topics, as well as the possibility of modifying the point cloud dataset in order to examine the most important forest structure variables more accurately.
  • Louhiranta, Juha (2020)
    Tämä pro gradu -tutkielma tarkastelee vaatimusmäärittelyä ketteriä menetelmiä hyödyntävissä ohjelmistoprojekteissa. Tavoitteena on selvittää, miten ohjelmiston vaatimukset muodostuvat ketterien menetelmien avulla ja millaisia vaikutuksia niillä on vaatimusmäärittelyprosessiin. Lisäksi tutkielmassa tarkastellaan, millaisia hyötyjä ketterillä menetelmillä voidaan saavuttaa vaatimusmäärittelyssä ja minkälaisia ongelmia ne saattavat aiheuttaa ohjelmistoprojektin eri vaiheissa. Tutkielmassa myös etsitään eroja ketterien menetelmien ja ketterän vaatimusmäärittelyprosessin sekä perinteisten menetelmien välillä. Tutkielman tapaustutkimuksen kohteena on Helsingin yliopiston Software Factory -kurssi, jonka aikana toteutettiin asiakasprojekti sulautettua internet-videopuhelujärjestelmää kehittävälle startup-yritykselle. Tapaustutkimuksessa selvitettiin, voidaanko ketterälle vaatimusmäärittelylle tutkimuskirjallisuudessa raportoituja hyötyjä sekä siihen liittyviä haasteita havaita ketterällä menetelmällä toteutettavassa ohjelmistoprojektissa. Tapaustutkimuksen avulla voitiin empiirisesti havaita kaikki vaatimusmäärittelyn hyödyt sekä yksi epätarkkoihin työmääräarvioihin liittyvä haaste. Tästä voidaan päätellä, että hyötyjen saavuttaminen on mahdollista pienellä tiimillä toteutettavassa asiakasprojektissa, jossa ei ole etukäteen tarkasti määriteltyjä ohjelmiston vaatimuksia. Toisaalta haasteitakin voidaan kohdata jo hyvin lyhyessä ajassa, vaikka rakennettaisiin pientä ja yksinkertaista sovellusta.
  • Mattila, Teemu (2020)
    Vaatimusmäärittely on eräs tärkeistä ohjelmistokehityksen alkuvaiheen työvaiheista. Kun tietojärjestelmän toteuttaminen tai jatkokehitys on päätetty aloittaa, on seuraavana vaiheena tyypillisesti tarve tunnistaa ja dokumentoida tietojärjestelmän vaatimukset eli järjestelmän erilaiset ominaisuudet ja toiminnot. Tässä vaatimusmäärittelyssä koko tietojärjestelmä tulisi kuvata niin hyvin, että sen perusteella tietojärjestelmä voidaan suunnitella ja toteuttaa. Ohjelmistojen kehitystavat ovat muuttuneet vuosien varrella alkaen lineaarisesta vesiputousmallisesta kehitystyöstä erilaisiin ketteriin menetelmiin ja edelleen jatkuvan kehityksen toimintatapoihin. Samalla vaatimusten keräämiseen ja kartoitukseen ja koko vaatimusmäärittelyyn on kehittynyt useita menetelmiä 1970-luvulta alkaen. Vaikka menetelmät ovat pääosin erilaisia, on niissä osin myös yhteisiä piirteitä. Kun ohjelmistokehityksessä aloitetaan vaatimusmäärittelyvaihe, pitää vaatimusmäärittelyn suorittamiseen valita jokin toteutustapa. Tämän tutkielman ensimmäisenä tutkimuskysymyksenä oli löytää ja kuvailla yleisimmät käytössä olevat vaatimusmäärittelyjen toteutustavat vuosina 1970-2020. Toisena kysymyksenä oli kuvailla sitä, miten vaatimusmäärittely on muuttunut samalla aikavälillä. Kolmas ja viimeinen tutkimuskysymys oli, voidaanko ensimmäiseen kysymykseen vastauksena löydettyjä vaatimusmäärittelyn toteutustapoja vertailla keskenään. Tutkielmassa etsittiin vastauksia näihin kysymyksiin integroivan kirjallisuuskatsauksen rakennetta käyttäen. Käymällä läpi aihepiirin monipuolista tutkimusta kysymyksiin löydettiin kattavat vastaukset.
  • Airosmaa, Maiju (2018)
    Avoin lähdekoodi on vakiinnuttanut asemansa ohjelmistokehityksen paradigmana ja merkittävimmillä avoimen lähdekoodin projekteilla on lukuisia sitoutuneita käyttäjiä. Avoin lähdekoodi ylittää maantieteelliset ja kulttuuriset rajat mahdollistaen suuren yhteisön osallistumisen kehitystyöhön. Avoin lähdekoodi on määritellyt uudestaan tavan kehittää, jakaa, käyttää ja ylläpitää ohjelmistoja. Vaatimukset ovat ohjelmistoprojektin perusta. Niiden tarkoitus on määritellä, mitä ominaisuuksia sidosryhmät ohjelmistolta tarvitsevat ja mitä ohjelmiston on tehtävä täyttääkseen nämä tarpeet. Toisin kuin perinteisessä ohjelmistokehityksessä, avoimen lähdekoodin kehityksessä ei käytetä perinteisiä vaatimustenhallinnan prosesseja. Siitä huolimatta onnistutaan kehittämään arvokkaita, luotettavia ja paljon käytettyjä ohjelmistoja. Tämän kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on kerätä tietoa vaatimustenhallinnasta avoimen lähdekoodin projekteissa. Tarkoitus on selvittää, millaisia menetelmiä ja työkaluja vaatimusten keräämiseen ja analysointiin käytetään ja nähdä samalla yhtäläisyyksiä ja eroavaisuuksia eri projektien ja yhteisöjen toimintatavoissa. Kirjallisuuskatsauksen tulokset vahvistavat aiempien tutkimusten ja teorian näkemystä avoimen lähdekoodin vaatimustenhallinnasta. Vaatimustenhallinta avoimessa lähdekoodissa vaikuttaa tämän katsauksen perusteella epämuodolliselta ja spontaanilta, mutta toisaalta myös avoimelta ja läpinäkyvältä eri osapuolille. Kehitystyö on pitkälti kehittäjälähtöistä, eikä muilta osapuolilta kerätyt vaatimukset ja niiden ymmärtäminen ole edellytys kehitystyölle. Tästä huolimatta käyttäjien tiivis osallistuminen suunnitteluun ja vaatimustenhallintaan on tulosten perusteella tyypillistä avoimen lähdekoodin kehitykselle.
  • Koskenniemi, Mikko (2023)
    High-entropy alloys (HEAs), esteemed for their exceptional resistance to radiation damage, carry considerable potential for deployment within fusion reactors. Nonetheless, due to their compositional complexity, comprehending the diffusion behaviour in these multifaceted alloys continues to be a daunting task. This thesis proposes a novel approach to modelling vacancy diffusion in body-centred cubic (BCC) HEAs, particularly Mo-Nb-Ta-V-W. The methodology involves the tactical application of collective variable-driven hyperdynamics (CVHD) to procure data for training a Gaussian process regression (GPR) and feed-forward neural network (FNN) model. The trained FNN model is subsequently employed within kinetic Monte Carlo (KMC) simulations for accurately predicting jump rates, whereas the GPR model is used to elucidate experimental findings related to the behaviour of vacancies in \mbox{Mo-Nb-Ta-V-W}. The robustness of the FNN model is manifested by its capacity to generalise to unseen data, whilst the efficacy of the overall method is corroborated by Monte Carlo molecular dynamics (MCMD) simulations. The CVHD methodology, uniquely capable of functioning at finite temperatures, can capture the entropic contribution to the free energy and model kinematics explicitly. This singular ability facilitates a more comprehensive understanding of the system's behaviour under authentic conditions. The findings presented in this thesis signify a considerable stride forward in the study of HEAs, providing a robust framework for the design of advanced materials. These results underscore the potential of the CVHD-trained FNN-KMC methodology in exploring complex environments, thereby establishing a firm foundation for future investigations and emphasising the need for its continued refinement and augmentation.
  • Kinnunen, Kaisa (2012)
    Suomen väestörakenteessa tapahtuu tulevaisuudessa muutoksia, joilla on vaikutusta asuntotuotantoon ja kaavoitukseen. Väestörakenne muuttuu vanhusvoittoisemmaksi ja asuntokuntien keskikoko pienenee. Samaan aikaan yksin asuvien määrä ja asuntojen keskikoko kasvavat jatkuvasti. Kunnan asuntotuotannon ja kaavoituksen on pystyttävä vastaamaan niihin kohdistuviin paineisiin. Tämän työn tarkoituksena on tutkia millaisia muutoksia väestökehitys luo asuntotuotantoon ja sen kautta kunnan kaavoitukseen. Työn tutkimusalueena on Rovaniemen kaupunki. Tarkasteluun on otettu liikenteellisiä näkökulmia jalankulku-, joukkoliikenne- ja autokaupungin vyöhykkeet huomioiden. Näiden avulla on muodostettu tulevaisuuden vyöhykkeitä asumisen suhteen kaupunkiseudulle. Työn keskeisenä aineistona on Yhdyskuntarakenteen seurantajärjestelmä (YKR). Aineiston pohjalta luodaan asuntotuotantoennuste ja paikkatietotarkastelu väestön sijoittumisesta vuodelle 2040 väestön suhteellisen muutoksen avulla. Paikkatietoon pohjautuvaa aineistoa täydentävät aikaisemmat tutkimukset, kirjallisuus ja tilastot. Tutkimus vastaa seuraaviin kysymyksiin: mihin väestö on sijoittunut tulevaisuudessa sekä millaista asuntotuotannon ja kaavoituksen olisi oltava, jotta se vastaisi tulevaisuuden väestön sijoittumista parhaiten. Näiden lisäksi tutkimus selvittää millaisia vyöhykkeitä kaupunkiseuduille voi muodostua tulevaisuudessa asuntotuotannon ja kaavoituksen pohjalta. Tutkimustulosten perusteella väestökehityksellä on vaikutusta kunnan asuntotuotantoon ja kaavoitukseen. Asuntotuotannon tulee kohdistua entistä enemmän kaupunkiseutujen keskustojen jalankulkuvyöhykkeille. Näille alueille tulee kaavoittaa entistä enemmän pienille asuntokunnille suunnattuja asuntoja, joihin varsinkin iäkkäämpi väestö ja yksin asuvat tulevat tulevaisuudessa muuttamaan. Keskustojen ulkopuolelle autokaupunkialueille tulee kaavoittaa omakotitaloalueilta, joissa tulevaisuudessa asuvat suuremmat perheelliset asuntokunnat. Sen sijaan maaseutumaisia alueita uhkaa autioituminen, koska tällä hetkellä niiden väestö koostuu lähinnä iäkkäämmästä sukupolvesta. Työn tutkimusalueella Rovaniemellä väestömäärä kasvaa tarkastelukauden aikana luonnollisen väestönlisäyksen ja muuttoliikkeen seurauksena. Yli 65-vuotiaiden osuus väestöstä kasvaa suhteessa eniten. Asuntotuotantoennusteen mukaan uusien asuntojen tarve seuraavan kolmenkymmenen vuoden aikana on vuositasolla noin 400 asuntoa. Paikkatietomenetelmän avulla ennakoidaan tulevaisuuden väestön sijoittumista. Ennuste perustuu vuosien 2000 ja 2010 väestön suhteelliseen muutokseen eri ikäryhmien osalta. Ruuduttain saatavat tulokset on suhteutettu Tilastokeskuksen väestöennusteisiin. Paikkatietoon pohjautuvan tarkastelun perusteella on tehty Rovaniemen väestön sijoittumista kuvaavia karttoja vuodelle 2040. Suurin osa väestöstä asuu tulevaisuudessa Rovaniemen keskustan alueilla, johon kohdistuu myös suurin asuntojen kysyntä. Keskustan ulkopuolisia alueita sen sijaan uhkaa autioituminen.
  • Kuisma, Laila (2013)
    There has been a lot of discussion on the exchange studies in the medias lately and the necessity of the exchange studies has been questioned. There has been some research on the topic but it has mainly focused on the experiences of exchange students. Exchange motivations and exchange studies as a part of tourism haven't been widely investigated. This paper aims to find out why university students decide to go on exchange and on what grounds do they choose the exchange destination. The purpose is to form a motivation based exchange student typology that characterizes different exchange student types and can also be applied outside the chosen target group of this study. Exchange motives were found out by sending an electronic questionnaire to the students of University of Helsinki who have done, are doing or are shortly going on exchange. In the questionnaire the students rated using 4-step Likert scale if they agreed or not with the proposed motivation statements. The motivation statements were formed by using the existing literature on motivation and exchange studies and by asking a group of exchange students of their motives. Altogether 291 acceptable answers were received. The information related to the respondent's exchange and background was statistically analysed. The motivational data collected with the questionnaire was clustered into seven classes based on the reasons for the exchange and the exchange destination choice. The results of the study show that in general the motivations for doing an exchange are more important than the motivations to choose a certain exchange destination. The most important reasons for going on exchange are experiencing new things and improving language skills. When choosing the exchange destination the most important reasons are similarly improving language skills and also the culture of the destination and traveling in the neighbouring areas. The study shows that the motives of exchange students vary and that students can be classified into separate exchange student types based on their exchange motives. The formed exchange student typology can with reservation be used also in other universities and internationally. In the future it would be useful to conduct a similar study with another target group and find out if the data could be classified into the exchange student typology formed in this study. In addition it would be interesting to take into consideration also the psychographic factors in the classification. All in all this paper shows that there is a need to investigate the exchange studies as a separate part of tourism.
  • Grönholm, Nestori (2023)
    Second-home tourism or leisure living is an individually and societally significant form of activity in Finland. Approximately every other Finn regularly uses leisure-oriented second homes, causing considerable mobility and temporal variation in regional populations. Combined with permanent dwelling, leisure living is a multi-local living arrangement where the forms of housing interact. While individual factors associated with housing are generally well-understood, the role of permanent residence and especially the living environment in the background of second home tourism and related individual decision-making remains a less-explored phenomenon. This thesis examines the significance of permanent residential environment in relation to leisure living in Finland. Second home tourism is approached as a form of multi-local living and factors influencing it are studied mostly from the perspective of individual decision-making. The thesis seeks to answer whether the characteristics of permanent residential environment explain the amount of leisure living in Finland. This question is addressed by statistically analyzing the connection of the living environment and other factors with the individual's time spent in leisure homes. Additionally, the thesis considers how the characteristics of residential environment can be measured and addressed in general. The thesis is a part of DeCarbon Home research project and utilizes a survey (n=1446) conducted in spring 2022 as its primary data, supplemented by geospatial data representing the residential environments. After preliminary examinations, the final multivariate model tested the statistical relationship of a total of 18 explanatory variables to the number of nights an individual spent in leisure homes. Explanatory variables included four variables describing the residential environment, ownership of leisure home, as well as a comprehensive set of factors related to housing, demographics, and socio-economic status. Zero-inflated negative binomial regression was employed as the modeling method due to the overdispersion and zero-inflation of the response variable. The results indicate that the perceived general type of the permanent residential environment and more local building density are associated with leisure living in Finland. Living in a denser and more urban environment is linked to a greater amount of time spent in leisure homes. Other significant predictors include owning a second home, higher age, and an appreciation for the tranquility of the living environment. The results support previous observations regarding the connection between urbanity and density with forms of recreation that complement or compensate for deficiencies in the permanent residential environment. However, the naturalness of the residential environment does not explain the amount of leisure living. Individual preferences and choices as well as limiting factors related to housing makes it difficult to empirically demonstrate the real impact of residential environment on individual actions. The thesis does not establish a direct causal relationship between the characteristics of a permanent residential environment and leisure living. Still, the residential environment is stated to have a prominent role in the multi-local living arrangements. Experiential knowledge regarding residential environment is found essential alongside more objective indicators. The thesis highlights the importance of viewing housing as a whole, where areas and forms of living are interconnected. Land use planning should consider the connection between permanent residential environment and leisure living and its comprehensive consequences for individual well-being and different regional structures.
  • Kvist, Tuomas (Helsingin yliopistoHelsingfors universitetUniversity of Helsinki, 2010)
    Riskiteorian klassisessa vararikkomallissa mallinnetaan ainoastaan yhtiön kassavirtaa, jossa tapahtuvaa tappiota kuvataan kunakin vuonna satunnaismuuttujilla Q, joiden oletetaan olevan toisistaan riipumattomia ja noudattavan samaa todennäköisyyslakia. Yhtiön tulkitaan olevan vararikossa mikäli Q:den summa ylittää jonain hetkenä yhtiön alkupääoman. Klassisessa vararikkomallissa rahan arvo on siis sama kaikkina ajanhetkinä. Todellisuudessa raha kasvaa korkoa ja vakuutusyhtiö harjoittaa myös riskillistä sijoitustoimintaa, jonka tulos vaikuttaa merkittävästi yhtiön kunkin hetkisen pääoman määrään. Tässä tutkielmassa vararikkomalliin lisätään yhtiön kunkin vuoden sijoitustuottoja kuvaavat satunnaismuuttujat M, jotka täytyy Q:den tapaan olettaa riippumattomiksi sekä samoin jakautuneiksi. Tämäkään malli ei kuvaa todellisen yhtiön tilannetta kovin hyvin, mutta on kuitenkin hieman realistisempi kuin klassinen malli. Yhtiön alkupääoman sekä tarkastelujakson pituuden täytyy lisäksi olettaa lähestyvän ääretöntä. Tällöin on mahdollista muodostaa ns. implisiittistä uusiutumisteoriaa hyödyntäen asymptoottisia tuloksia yhtiön vararikkotodennäköisyydelle.
  • Linnakaari, Markus (2015)
    Tutkielmassa tarkastellaan vuotuista kokonaisvahinkomäärää vuoden aikana jossakin tietyssä vakuutuslajissa. Tätä kokonaisvahinkomäärää mallinnetaan yhdistettynä muuttujana, missä sekä vahinkojen lukumäärä että yksittäisten vahinkojen suuruudet ovat satunnaismuuttujia. Yhdistetyn muuttujan teoria on tutkielman keskeisin osa-alue ja sitä taustoitetaan tutkielman alussa soveltuvilla todennäköisyysteorian käsitteillä ja tuloksilla. Vahinkojen lukumäärää mallinnetaan Poissonin prosessilla, mutta vahinkojen suuruksien sallitaan noudattavan hyvinkin erilaisia jakaumia. Tällaista yhdistettyä muuttujaa kutsutaan yhdistetyksi Poisson-muuttujaksi. Erityisen tarkastelun kohteena on tutkia todennäköisyyttä, että kokonaisvahinkomäärä ylittää jonkin ennalta asetetun rajan. Lisäksi tutkitaan millaista kertaluokkaa tämän todennäköisyyden asymptoottisen esitys on, eli kun rajaa kasvatetaan kohti ääretöntä. Kertaluokka vaihtelee oleellisesti sen mukaan, millaista jakaumaa yksittäiset vahingot noudattavat. Erilaisia asymptoottisia tuloksia esitetään, kun vahinkojen suurusjakauma kuuluu alieksponentiaaliseen jakaumaperheeseen, joka on eräs paksuhäntäisten jakaumien alaluokka. Erilaisissa simulointeihin perustuvissa sovellusongelmissa tutkitaan, miten hyvin simulointien tulokset yhtenevät teorian kanssa. Lisäksi kahdesta eri vakuutuslajista mallinnetaan aineiston perusteella lajeihin sopivat yhdistetyt muuttujat. Lajit eroavat toisistaan oleellisesti siten, että toisessa lajissa hajontaa aiheuttavat yksittäiset suuret vahingot ja toisessa vahinkojen lukumäärän suuri hajonta. Lopuksi molempien lajien kohdalla tarkastellaan, miten vuotuiset vahinkosuhteet käyttäytyvät vaihtelemalla vakuutusmaksujen varmuuslisiä.
  • Aalto, Roope (2018)
    Tutkielmassa tutkitaan vakuutusyhtiön vararikko-ongelmaa Cramér-Lundbergin mallissa. Mallin mukaan vakuutusyhtiön kassavirrat muodostuvat asiakkaiden maksamista vakuutusmaksuista ja vakuutusyhtiön maksamista korvauksista. Lisäksi mallissa yhtiöllä oletetaan liiketoiminnan alussa olevan alkupääomaa. Tällöin vararikolla tarkoitetaan tilannetta, missä maksettavat korvaukset ylittävät alkupääoman, sekä saadut vakuutusmaksut, jolloin yhtiön pääoma laskee negatiiviseksi. Tutkielmän tavoitteena on löytää menetelmä laadukkaan arvion muodostamiseksi vararikkotodennäköisyydelle annetulla alkupääomalla, sekä soveltaa tätä menetelmää numeeristen arvojen tuottamiseksi MATLAB-simuloinnilla. Mallissa asiakkaat maksavat vakuutusmaksuja vakiotasolla, mutta korvausvaateiden suuruus ja saapuminen yhtiöön oletetaan satunnaiseksi, jolloin niitä mallinnetaan stokastisina prosesseina. Korvausvaateiden suhteen rajoitutaan alieksponentiaalisesti jakautuneisiin korvausvaateisiin, sillä ne ovat reaalimaailmassa olennainen jakaumaperhe. Johdannon jälkeen luvuissa kaksi ja kolme käydään läpi tutkielman aiheen käsittelyssä tarvittavaa teoriaa ja käsitteistöä todennäköisyyksistä ja stokastisista prosesseista. Luvussa neljä käsittellään vararikkoteoriaa. Luvussa esitellään tutkielmassa tarkasteltavan Cramér-Lundbergin mallin oletuksia ja ominaisuuksia. Näiden perusteella määritellään yhtiön pääoman muutosta ajan kuluessa kuvaava riskiprosessi ja edelleen yhtiön vararikkotodennäköisyys. Tämän lisäksi tarkastellaan hieman yhtiön asiakkaiden maksamien vakuutusmaksujen tason optimaalista määräämistä, sekä määritetään yleisesti vararikkotodennäköisyydelle keskeisiä arvioita ja esitys Pollaczek-Khinchinen kaavan avulla. Viides luku koostuu estimoinnin ja arvioinnin teoriasta. Siinä tutustutaan lyhyesti estimoinnin periaatteisiin ja käsitteisiin, sekä esitellään yleisimpiä kriteereitä estimointimenetelmän hyvyyden arviointiin. Tämän jälkeen tarkastellaan estimointimenetelmän tehokkuuden käsitettä vararikkotodennäköisyyksien simuloinnin kannalta ja perustellaan logaritmisen tehokkuuden valintaa laatukriteeriksi. Luvun kuusi aluksi perustellaan vararikotodennäköisyyksien arvioimiseen käytettävän menetelmän muodostamista, jonka jälkeen esitetään ja todistetaan tutkielman päätulos. Viimeisessä luvussa esitetään MATLAB-ohjelmistolla tuotetut numeeriset tulokset. Tutkielmassa pyritään keskittymään aiheen kannalta olennaisiin asioihin, jolloin osa esitettyjen tuloksien todistuksista sivuutetaan. Tällöin osoitetaan teoksia, joihin lukija voi kiinnostuksensa mukaan tutustua. Suoraviivainen jatko tutkielmaan olisi tarkastella vastaavaa tutkimusongelmaa mallissa, joka kuvastaisi vakuutusyhtiön toimintaa Cramér-Lundbergin mallia realistisemmin. Tällöin yhtiön riskiprosessiin tulisi sisällyttää ainakin satunnaiset sijoitustuotot, yhtiön liiketoiminnan kulut ja mahdollisesti myös muita kassavirtoja.
  • Kettunen, Markus (Helsingin yliopistoHelsingfors universitetUniversity of Helsinki, 2011)
    Tässä tietokonegrafiikan alan tutkielmassa tutkitaan annetun kohteen tai maailman valaistuksen määrittämistä laskennallisesti. Ilmiöt kuvataan fysikaalisesti ja valaistusta mallinnetaan ilmiöitä kuvaavilla yhtälöillä. Yhtälöiden ratkaisu perustuu valonsäteiden etenemisen ja sironnan laskennalliseen seurantaan. Näin johdettua matemaattista mallia tutkitaan ja yhtälöiden ratkaisut muotoillaan tietokoneella laskettavaan muotoon. Lopuksi ohjelmoidaan esiteltyä teoriaa hyödyntävä numeerinen ratkaisija ja esitellään käytetyt menetelmät ja tulokset. Valaistuksen matemaattista mallintamista lähestytään fysikaaliselta pohjalta. Aluksi esitellään valon luonnetta ja yhteyttä sähkömagneettiseen säteilyyn ja ihmisen näköjärjestelmään. Tämän jälkeen paneudutaan valonsäteiden heijastumiseen ja sirontaan ja yleistetään klassiset ideaaliset sirontamallit huomioimaan pinnan hienorakenne sirontajakaumilla. Tutkittu ongelma muotoillaan matemaattisiksi yhtälöiksi jotka ratkaistaan analyyttisesti. Ratkaisu osoittautuu intuitiiviseksi: valaistus saadaan laskemalla valonlähteistä emittoituvan valon kaikkien kertalukujen heijastukset. Analyyttinen ratkaisu muotoillaan rekursiiviseksi ja ratkaistaan todennäköisyyslaskentaan perustuvalla Monte Carlo -integroinnilla, jonka suppenemista nopeutetaan tärkeysotannalla. Numeerinen ratkaisu osoitetaan odotusarvoisesti harhattomaksi ja ratkaisun virheen osoitetaan puolittuvan laskentapisteiden määrän nelinkertaistuessa. Käytettävä todennäköisyyslaskenta esitellään pääpiirteittäin. Numeerinen ratkaisumenetelmä on stokastista säteenseurantaa yleistävä polunseuranta. Maailma määritellään kolmioverkkona ja pintojen normaalit annetaan kolmioiden kärkipisteissä. Kolmioista muodostetaan kuvaus tasopinnalle, josta voidaan tarvittaessa lukea esimerkiksi pinnan tarkemmat normaalit, sirontaominaisuudet tai absorptiospektri. Numeerisen ratkaisun eniten aikaa vievä osuus on valonsäteen seuraavan osumapisteen selvitys maailman pintojen välillä. Ratkaisua nopeutetaan tallentamalla maailman kolmiot tehokkaaseen tietorakenteeseen, kd-puuhun, joka mahdollistaa valonsäteen ja suurten kolmiojoukkojen nopeat leikkaustarkistukset. Kd-puun ajatus ja toteutus esitellään työssä lyhyesti. Lopuksi esitellään ratkaisun eri vaiheet ja teoria käytännössä ja nähdään konkreettisesti eri menetelmien merkitys numeerisen ratkaisijan tuottamaan kuvaan. Lisäksi esitellään tehokas prioriteettijonoon perustuva adaptiivinen menetelmä kuvaan jääneen kohinan pienentämiseksi tutkimalla näytteistyksen otoskeskihajonnan ja keskiarvon suhdetta kuvapisteittäin.
  • Tuomisto, Simo (2019)
    The solar dynamo is a highly complex system where the small-scale turbulence in the convection zone of the Sun gives rise to large-scale magnetic fields. The mean-field theory and direct numerical simulations (DNSs) are widely used to describe these dynamo processes. In mean-field theory the small-scale and large-scale fields are separated into a fluctuating field and a mean field with their own characteristic length scales. The evolution of the mean fields is governed by the contributions of fluctuating fields and these contributions are often written as so-called turbulent transport coefficients (TTCs). Thus obtaining accurate values for these coefficients is important for the evaluation of mean-field models. Recently, test-field method (TFM) has been used to obtain TTCs from DNSs. The aim of this work is to use mean-field dynamo simulations to validate a test-field module (TFMod), which is an implementation of TFM. Both the TFMod and a mean-field module (MFMod), which is used to calculate the mean-field simulations, are written as modules in Pencil Code, which is a versatile magnetohydrodynamics simulation software. The validation is done by comparing magnetic fields generated using DNS with magnetic fields generated using a mean-field simulation that uses TTCs obtained using the TFMod. In addition the TTCs measured by the TFMod are compared against expected values that are calculated using the second-order correlation approximation (SOCA). The model chosen for this validation is an α 2 -dynamo driven by helical forcing as described by Mitra et al. (2010). The accuracy of the MFMod is confirmed by replicating mean-field models by Krause and Rädler (1980), Steenbeck and Krause (1969) and Jouve et al. (2008). The measured TTCs replicate various expected properties with the exception of the β-tensor, which does not appear to be isotropic. This finding was shown by Viviani et al. (2019) to be an artefact from the original TFM tensor decomposition. Using all TTCs the MFMod is able to replicate various features of the DNS such as the growth rate, oscillation period and the field configurations of the magnetic fields. The validation gives credence to the usage of the TFMod for the measurement of TTCs from DNSs, but it also shows that mean-field simulations such as the one described here are important for testing the validity of the TTCs produced by the TFM. It also suggests that utilizing the combination of the TFM and mean- field simulations in conjunction with DNS on more complicated dynamos could be an area of interest for future research.
  • Räty, Olle (2012)
    Regional climate models are important tools in climate change impact studies due to their high horizontal resolution. On the other hand, regional simulations still include considerable uncertainties and can have substantial biases in comparison to observations. Thus, before the data can be used for deriving climate projections, these biases have to be identified and, to the extent possible, eliminated. There are two approaches to combine the information from observations and simulations: either to adjust observations with the simulated change (delta-change approach) or to correct the biases in the simulations relative to observations during a control period. In this thesis, seven projection methods for daily precipitation were tested in a cross-validation framework. Model simulations taken from the ENSEMBLES data set were used to test the relative performance of these methods. In addition to traditional delta change method that scales only time mean precipitation, three algorithms which take daily variability into account were used. Two of these (Engen-Skaugen and power transformation algorithms) scale the standard deviation, while the most flexible one does the correction/adjustment percentilewise (analogy algorithm), so that changes in the shape of the distribution are also taken into account. The algorithms were applied both using delta change and bias correction approaches. The performances of the projection methods depend on time, location and also the part of the distribution considered. Bias correction done with the analogy-algorithm worked well in a large part of the distribution, especially in north Europe. Due to smaller fraction of wet days and larger intermodel differences in the simulations, delta change methods performed relatively better in south Europe than in north Europe. On the other hand, bias correction with the power transformation algorithm has the best ability to adjust heavy precipitation, apparently due to the strong scaling it applies to the upper tail of the distribution. The results improved when the projections for the best performing methods were combined. The reason is the same as with multi model mean projections: errors in different projections tend to cancel each other out. To assess the uncertainty due to intermethod differences, methods were applied directly to observations taken from the data set gathered by European Climate Assessment & Data. The results showed that most of the overall uncertainty (if only one emission scenario is used) comes from intermodel differences that are large especially for bias correction methods. Uncertainty related to intermethod differences is smallest in the middle parts of the distribution, but increases towards the tails of the distribution and tends to be largest in summer. Thus, the intermethod differences are non-negligible and should be taken into account when calculating daily precipitation projections.
  • Helle, Veera (2017)
    Mobility in the periurban areas is a topic of increasing relevance: low-density land-use is increasing in cities, green and peaceful periurbania is a preferred living habitat for many, and transportation and mobility are important factors when evaluating the quality of living. Several studies have researched Several studies have focused on the factors that form a quality environment in dense urban areas and their public spaces. Less researched are the characteristics that create the perceived atmosphere in Zwischenstadt, an important environment when discussing the future of our cities. Zwischenstadt is periurban, a place in-between urban and rural. It is a diverse sphere of realities that are hard to define, but usually formed by contiguous but segregated mono-functional places: single family houses, office areas and shopping malls. This Master thesis' focus is on the pedestrian in periurban areas, in Finnish Zwischenstadt. The aim is to answer the following questions: Where do people go on foot? How do they perceive their environment? Is there theoretically good walking environment? What characteristics create a good walking environment in this context? The data is a softGIS-dataset collected in 2011 in Kuninkaankolmio, a research area situated on the border of Espoo, Helsinki and Vantaa. SoftGIS data is spatial data collected directly from the inhabitants in participatory manner. Additionally, a layer of theoretically good walking environment was created from GIS-data of the physical environment registers. This 'hard' quantitative data layer was compared to the 'soft' qualitative data of frequently used routes of the inhabitants. The results show that the modal share of walking is high in Kuninkaankolmio. The inhabitants are pleased with their everyday environment, and also perceive their walking routes in a positive way: 66% of all routes are perceived positively. These routes are significantly longer compared to those perceived negatively and are also taken more frequently. Greenery and parks are the most popular and well-liked walking environments. Most negatively perceived are areas around the train stations. It could be hypothesized that this is a reason for the low modal share for public transportation registered in the area. The theoretical good walking environment in the Zwischenstadt differs from what is considered good in urban centers. In the Zwischenstadt, walking is an activity in itself, and a large share of routes are in itself walking trips to, from and around natural formations, e.g. hills and riversides. In summary, several characteristics are identified that distinguish positively perceived from negatively perceived routes. It could also be shown that the atmospheric perception influences walking behavior (frequency and length of routes). Interestingly, positively perceived routes differ from those that are theoretically viewed as quality space of the urban centers. This research suggests that improving the walking conditions around the train stations could have an impact on the modal share, increasing the share of walking and public transportation. It also emphasizes that Zwischenstadt and its various environments should be examined from their own perspectives. This study suggests that more research is needed on the connection of perceived knowledge and the physical environment.
  • Broberg, Anna (Helsingin yliopistoHelsingfors universitetUniversity of Helsinki, 2007)
    This thesis explores selective migration in Greater Helsinki region from the perspective of counterurbanisation. The aim of the study is to research whether the migration is selective by migrants age, education, income level or the rate of employment and to study any regional patterns formed by the selectivity. In the Helsinki region recent migratory developments have been shifting the areas of net migration gain away from the city of Helsinki to municipalities farther off on the former countryside. There has been discussion about Helsinki s decaying tax revenue base and whether the city s housing policy has contributed to the exodus of wealthier households. The central question of the discussion is one of selective migration: which municipalities succeed in capturing the most favourable migrants and which will lose in the competition. Selective migration means that region s in-migrants and out-migrants significantly differ from each other demographically, socially and economically. Sometimes selectivity is also understood as some individuals greater propensity to migrate than others but the proper notion for this would be differential migration. In Finnish parlance these two concepts have tended to get mixed up. The data of the study covers the total migration of the 34 municipalities of Uusimaa provinces during the years 2001 to 2003. The data was produced by Statistics Finland. Two new methods of representing the selectivity of migration as a whole were constructed during the study. Both methods look at the proportions of favourably selected migrants in regions inward and outward migrant flow. A large share in the inward flow and a small share in the outward flow is good for region s economy and demography. The first method calculates the differences of the proportions of favourably selected four migrant groups and sums the differences up. The other ranks the same proportions between regions giving value 1 to the largest proportion in inward flow and 34 to the smallest, and respectively in outward flow the smallest proportion gets value 1 and the largest 34. The total sum of the ranks or differences in proportions represents region s selectivity of migration. The results show that migration is indeed selective in the Greater Helsinki region. There also seems to be a spatial pattern centred around the Helsinki metropolitan region. The municipalities surrounding the four central communes are generally better of than those farther away. Not only these eight municipalities of the so called capital region benefit from the selective migration, but the favourable structure of migration extends to some of the small municipalities farther away. Some municipalities situated along the main northbound railway line are not coming through as well as other municipalities of the capital region. The selectivity of migration in Greater Helsinki region shows signs of counter-urbanisation. People look for suburban or small-town lifestyle no longer from Espoo or Vantaa, the neighbouring municipalities to Helsinki, but from the municipalities surrounding these two or even farther off. This kind of pattern in selective migration leads to unbalanced development in population structure and tax revenue base in the region. Migration to outskirts of the urban area also leads to urban sprawl and fragmentation of the urban structure: these issues have ecological implications. Selective migration should be studied more. Also the concept itself needs clearer definition and so do the methods to study the selectivity of migration.
  • Böök, Herman (2012)
    Säähavainnonteon automatisoinnin kasvava trendi on ollut havaittavissa jo useiden vuosien ajan. Automatisoinnin hyötyjä ovat kustannustehokkuus, havainnonteon objektiivisuus sekä havainnointitiheyden helppo kasvattaminen. Automatisointi vaatii kuitenkin myös laadullista seurantaa. Havaintolaitteistojen sisäisiin ohjelmistoihin ei useimmiten ole pääsyä, joten havaintoihin joudutaan soveltamaan jälkikäteen määriteltyjä korjausluokitteluita ja testejä. Tutkielmassa perehdytään eri sääolosuhteissa vallitseviin olosuhteisiin ja niiden vallitsevan sään automaattiselle havainnoinnille tuomiin haasteisiin. Tutkimuksen lähestymistapa pohjautuu Alankomaiden ilmatieteen laitoksessa (KNMI) tehtyyn tutkimukseen. Tutkittavana havaintolaitteena on Vaisalan valmistama vallitsevan sään anturi, FD12P, jonka mittaustekniikka perustuu optisen eteenpäinsironnan, sadeanturin kapasitanssin, sekä lämpötilamittausten yhteiskäyttöön. Tavoitteena on rajata eri sääilmiöissä vallitsevia tilastollisia sääolosuhteita ja implementoida niitä automaattisen säähavainnoinnin havainnontarkastukseen. Samoja periaatteita noudattaen pyritään kehittelemään uudenlainen luokittelumenettely anturin mittaaman tuntemattoman sateen olomuodon sääluokalle. Aineistona käytettiin Helsinki-Vantaan ja Rovaniemen lentoasemien havaintoja vuosilta 2003-2012. WMO:n koodistojen mukaan ilmoitetut vallitsevan sään havainnot yhdenmukaistettiin sääilmiön mukaisiin säätyyppeihin. Luokittelun jälkeen automaatin mittaussarjoihin sovellettiin automaattisia lämpötilan, kostealämpötilan, FD12P:n mittaaman sateen intensiteetin sekä näkyvyyden, suhteellisen kosteuden, pilvisyyden ja pilvenkorkeuden havainnoista johdettuja korjausalgoritmeja. Automaatin mittaamaan alkuperäisdataan sovellettiin 23:a eri korjausalgoritmia parhaimmillaan neljällä eri modifikaatiolla. Korjausalgoritmien laatua tarkkailtiin viiden mm. sääennusteiden verifioinnissa laajalti käytetyn tunnusluvun sekä osuvuusmatriisien avulla. Manuaaliset havainnot toimivat referenssinä. Mittausten laatua parantaneita algoritmeja kertyi lopulta 16 kappaletta. Havaintoasemien yhdistetyn aineiston sääilmiöiden osuvuus parani kokonaisuudessaan 8,1 prosenttiyksikköä. Tuntemattoman sadeluokan uusi menettely tarkensi tuntemattoman sateen luokittelua 11,6 prosenttiyksikköä. Virheelliset havainnot pienentyivät molemmissa tapauksissa merkittävästi. Kokonaisuudessaan uudenlaisten korjausalgoritmien sekä tuntemattoman sadeluokan uusi korjausmenettely antoi rohkaisevia tuloksia. Optimaalisten korjausten saavuttaminen vaatinee joka tapauksessa vielä hieman lisätutkimusta. Lopullista operatiiviseen käyttöön soveltamista ennen tulee määritellä myös käytettävien korjausalgoritmien haluttu aggressiivisuus sekä niiden sovellettavuusaste.
  • Kukkonen, Ksenia (2020)
    Tässä tutkielmassa oli tutkittu eräässä oppilaitoksessa Valma-koulutuksessa olevien maahanmuuttajien matematiikan perusosaamista. Tämän tutkimuksen aineisto kerättiin kahdesta Valma-luokasta. Tätä tutkimusta varten muokattiin erästä testiä, joka perustuu alun perin Mohyuddin ym. vuonna 2016 toteuttamaan pakistanilaiseen tutkimukseen. Testiin valittiin Valma-opiskelijoille oleelliset tehtävät, ja tarvittaessa tehtäviä muokattiin yhä sopivimmiksi. Tutkimuksessa haluttiin saada vastaukset kolmeen tutkimuskysymykseen, jotka esitellään tutkielman osiossa ”Tutkimustehtävä ja tutkimuskysymykset”. Kysymyksiin vastattiin tätä tutkimusta varten teetetyn testin avulla, johon osallistui yhteensä 19 Valma-koulutuksessa olevaa täysi-ikäistä maahanmuuttajataustaista opiskelijaa. Tämä tutkimus ei ole tilastollinen, mutta tutkimustuloksista saadaan suuntaa antavaa tietoa, jota esimerkiksi maahanmuuttajia opettavat opettajat voivat mahdollisesi hyödyntää opetuksessaan. Maahanmuuttajien määrä Suomessa kasvaa koko ajan, ja tieto maahanmuuttajien tiedoista ja taidoista ovat yhä arvokkaampia. Testi sisälsi yhteensä 26 lyhyttä kysymystä muutamasta matematiikan osa-alueesta. Osassa tehtävistä oli vastausvaihtoehtoja, mutta osassa vastaus piti osata muodostaa täysin itse. Tarkoituksena oli testata maahanmuuttajataustaisten Valma-opiskelijoiden matematiikan perusosaamista, ja aiheet valikoituivat Valma-koulutuksen kannalta oleellisiin osa-alueisiin. Tutkielmasta osiosta ”Tutkimustulokset ja niiden tulkintaa” löytyy kaaviot, joista helposti nähdään, mitkä tehtävät opiskelijat ovat osanneet parhaiten ja mitkä heikoiten. Tutkielman liitteistä löytyy myös opiskelijoille teetetty testi.
  • Uuksulainen, Heikki (2021)
    Tämän Pro gradu- tutkielma aiheena on valokuvien tarkentamiseen käytetyt algoritmit. Algoritmien tavoitteena on poistaa valokuvista esimerkiksi liikkeestä tai huonosta tarkennuksesta johtuvia epätarkkuuksia ja kohinaa. Työssä esiteltävissä algoritmeissä ongelmaa käsitellään tilastollisena inversio-ongelmana, jonka parametrien estimointiin käytetään erilaisia numeerisia menetelmiä. Tutkielman rakenne koostuu kolmesta osiosta; yleisestä teoriaosuudesta, työssä käytettävien algoritmien esittelystä sekä algoritmien soveltamisesta data aineistoihin ja tulosten vertailusta. Teoriaosuudessa käydään lyhyesti läpi inversio-ongelmien yleistä teoriaa, keskittyen erityisesti valokuvien tarkentamisen kannalta olennaiseen diskreettiin lineaariseen tapaukseen ja tämän tilastolliseen muotoiluun. Algoritmien puolestaan voidaan ajatella koostuvan kahdesta osasta: (i) tilastollisen mallin määrittämisestä ja (ii) mallin parametrien numeerisesta optimoinnista. Tutkielmassa esitellään kaksi klassista analyyttistä menetelmää nimiltään Richardson-Lucy ja ROF -algoritmit sekä syväoppimista ratkaisussa hyödyntävä iRestNet. Lopuksi algoritmeja sovelletaan kahdelle eri aineistoille: ohjelmallisesti generoidulle datalle ja vuonna 2021 järjestetyn Helsinki Deblur Challenge -haastekilpailun kuva-aineistolle. Tarkoituksena on selvittää algoritmien toteutuksessa tehtävien valintojen vaikutusta lopputuloksiin ja vertailla esiteltyjen algoritmien antamia tuloksia keskenään.
  • Honkala, Jaakko (2022)
    Tavoitteet. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää millä tavalla pitkän matematiikan syventävät kurssit esiintyvät ylioppilaskokeen B1-osiossa ja kuinka hyvin kokelaat ovat niihin liittyviin tehtäviin vastanneet. Tutkielmassa tarkastellaan mitkä syventävät kurssit ja niiden aiheet esiintyvät ylioppilaskokeen B1-osiossa sekä minkälaista osaamisen tasoa niihin liittyvissä tehtävissä edellytetään. Lisäksi tarkastellaan kuinka hyvin ylioppilaskokelaat ovat tehtäviin vastanneet. Työn tausta Työssä tarkastellaan pitkän matematiikan syventäviä kursseja MAA11 – Lukuteoria ja todistaminen, MAA12 – Algoritmit matematiikassa ja MAA13 – Differentiaali- ja integraalilaskennan jatkokurssi. Tehtävissä vaadittavan osaamisen tason mittarina käytetään Bloomin taksonomian uudistettua versiota. Tarkasteltavat tehtävät ovat kevään 2016 tutkintokerrasta kevään 2022 tutkintokertaan. Menetelmät Tutkimuksessa on käytetty kvantitatiivisia menetelmiä. Ylioppilastutkintolautakunnalta saatua dataa on käsitelty ja tulkittu määrällisin menetelmin. Tehtäväanalyysin tuloksia on tarkasteltu määrällisin menetelmin. Tulokset ja johtopäätökset Pitkän matematiikan syventävät kurssit esiintyvät ylioppilaskokeessa varsin tasapuolisesti. Aiheista voimakkaimmin painottuvat lukuteoria (MAA11) sekä derivoituvuus ja käänteisfunktio (MAA13). Tehtäväanalyysissa MAA11-kurssin tehtävät arvioitiin Bloomin taksonomian (BT) tasoille 3-5. MAA12-kurssin tehtävät arvioitiin tasoille BT3-4 ja MAA13-kursin tehtävät tasoille BT3-5. Kaikkien syventävien kurssien Bloomin taksonomian keskiarvoksi saatiin 3,7, joka on hieman matalampi kuin geometrian (keskiarvo 4,1) ja todennäköisyyslaskennan (keskiarvo 4,3) B1-osion tehtävillä. Pitkän matematiikan ylioppilaskokeen B1-osion MAA12-kurssiin liittyvien tehtävien pistekeskiarvo oli 6,7. MAA13-kurssin tehtävien pistekeskiarvo oli 4,7 ja MAA11-kurssin tehtävien pistekeskiarvo oli 4,1. MAA12-kurssiin liittyvien tehtävien pistekeskiarvo oli vertailun korkein ja selvästi korkeampi kuin geometrian (pistekeskiarvo 5,7) ja todennäköisyyslaskennan (pistekeskiarvo 4,9) B1-osion tehtävillä. Tarkastellut MAA12-kurssin tehtävät näyttäytyvät helpoimpina sekä tehtäväanalyysin että kokelaiden pisteiden tarkastelun pohjalta.