Browsing by Title

Tässä tutkielmassa käydään läpi alakoulussa esiintyviä jakolaskuvaikeuksia. Jakolasku on yksi neljästä peruslaskutoimituksesta ja monien mielestä niistä haastavin. Jakolaskujen aiheuttamat vaikeudet saattavat hankaloittaa koulutaivalta, sillä monet matematiikan asiat pohjautuvat jakolaskuun. Jakolaskuosaaminen koostuu monista asioista. Esimerkiksi osatakseen jakolaskut koululaisen täytyy ymmärtää jakolaskuun liittyvät termit sekä sisältö- ja ositusjakolaskut. Lasten ja nuorten matematiikan osaamisen taustalla on paljon lapsuudessa opittuja matematiikan taitoja. Osa näistä taidoista ihmisellä on jo syntyessään. Jakolaskuunkin liittyy paljon matematiikan taitoja, jotka lapset oppivat arjessa tapahtuvien jakotilanteiden avulla. Esimerkiksi keksien tai karkkien jakaminen kavereiden tai sisarusten kesken opettaa lapsille varhaista jakolaskutaitoa. Koulussa opeteltava jakolasku pohjautuukin lapsuudessa tutuksi tulleeseen 'yksi sinulle, yksi minulle' -tyyppiseen jakamiseen. Kuudesluokkalaisilla koululaisilla on tutkimusten mukaan paljon jakolaskuihin liittyviä vaikeuksia. Myös tekemässäni seminaarityössäni havaittiin paljon virhekäsityksiä kuudesluokkalaisilla. Yksi mahdollinen syy virhekäsitysten syntyyn saattaa olla nykymuotoisessa koulumatematiikassa. Tutkielmassa pohditaan mahdollisia tapoja muuttaa nykyistä jakolaskuopetusta, jotta virhekäsityksiä ei syntyisi niin paljon. Tutkielmassa pohditaan muun muassa jakojäännöksen hyödyllisyyttä, sisältöjakoa sekä erilaisia jakolaskun symboleita. Jakojäännös aiheuttaa koululaisille paljon ongelmia, sillä se on erillinen aihe. Jakojäännöstä käytetään vain muutaman kouluvuoden ajan, jonka jälkeen se korvataan murto- tai desimaaliluvuilla. Tutkielman yksi tarkoitus onkin ehdollistaa jakojäännöksen asema koulumatematiikassa. Murtolukuihin panostamalla sekä arkielämän esimerkkejä käyttäen jakojäännös käsite olisi mahdollista korvata. Laskujen vastaukset voisi ilmaista alusta alkaen sekalukujen avulla. Jakolaskujen ja samalla murtolukujen opetusta tukemaan tutkielmaan on sisällytetty muutama avoin tehtävä, joiden avulla matematiikan tunneille saadaan hieman erilaista puuhaa. Tutkielmassa on kielentämistä hyödyntäviä tehtäviä, joissa oppilaat pääsevät keskustelemaan erilaisista jakolaskutehtävistä vertaistensa kanssa ja vahvistamaan näin jakolaskuosaamistaan. Kielentäminen on hyvä tapa saada oppilaan ajattelua ja osaamista näkyviin. Jotta jakojäännöksestä voitaisiin luopua, täytyy koululaisten hallita murtoluvut jo melko varhain. Murtolukuihin tutustumiseen tutkielma tarjoaa leikin, jonka avulla lapset pääsevät oppimaan murtolukujen suuruussuhteita.

Pääsääntöisesti maaperän keinotekoisen kuivattamisen seurauksena muodostuneet happamat sulfaattimaat ovat ympäristön kannalta erittäin ongelmallinen maaperätyyppi. Niiden ongelmallisuus johtuu sulfaattialueiden maaperässä esiintyvistä rautasulfideista, jotka vapauttavat hapettuessaan maaperään sulfaattia. Kun sulfaatti liukenee maaperän veteen, muodostuu hyvin hapanta rikkihappoa. Maaperän lisääntynyt happamuus liuottaa maaperästä runsaasti eri metalleja, joilla voi etenkin voimakkaaseen happamuuteen yhdistettynä olla hyvin haitallisia vaikutuksia esimerkiksi vesistöjen ekologiselle tilalle, ja akvaattisille eliöille. Sulfaattimailta huuhtoutuu happamuutta ja metalleja kuitenkin hyvin episodimaisesti, tyypillisesti korkean valunnan aikaan, syksyisin ja keväisin. Tämän seurauksena sulfaattimaiden aiheuttamat vesistövaikutukset vaihtelevat ajallisesti hyvin paljon. Jos sulfidipitoisia maaperäkerroksia ei alun perin kuivatettaisi, eivät maaperän rautasulfidit hapettuisi, eikä happamia sulfaattimaita tai niiden aiheuttamia ympäristöongelmia muodostuisi. Tämä tutkimus toteutettiin Etelä-Pohjanmaan alueelta, valuma-alueiltaan pääsääntöisesti joko osittain tai kokonaan mahdollisilta sulfaattimaa-alueilta sijainneista ojista ja puroista vuonna 2019 kerättyjen vesinäytteiden ja mitattujen veden fyysiskemiallisten suureiden pohjalta. Tutkimuksessa oli 42 näytepistettä, joille rajattiin valuma-alueet 10x10 metrin korkeusmalliin perustuen. Tilastollisessa tarkastelussa pyrittiin selittämään tutkittujen näyteuomien pH-arvon ja sinkin pitoisuuksien vaihtelua GLM-mallien ja korrelaatiopohjaisen tarkastelun avulla, etenkin tutkittujen valuma-alueiden eri maankäyttömuotojen, ojitusmuotojen ja sulfaattimaiden esiintymistodennäköisyyden näkökulmasta. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös mitattujen vedenlaadun muuttujien selittävyyttä pH-arvon ja sinkin pitoisuuksien suhteen. Lisäksi tutkimuksessa kartoitettiin tutkituilta valuma-alueilta vapautuneen happamuuden voimakkuutta ja metallien pitoisuuksia, ja selvitettiin pH-arvon kykyä selittää 14 eri metallin pitoisuuksien vaihtelua GLM-mallien avulla. Tutkimuksessa havaittiin, että tutkituilta valuma-alueilta vapautui tiettyjä metalleja (Fe, Mn, Zn, Ni, Co) korkeina pitoisuuksina, ja joidenkin tutkittujen uomien vesi oli myös hyvin hapanta (pH 3–4). GLM-mallinnuksessa eri maankäyttömuuttujat, ojitusmuodot ja sulfaattimaan esiintymisen todennäköisyys selittivät kuitenkin vain pienen osan pH-arvon vaihtelusta, kun taas veden sähkönjohtavuuden ja liuenneen aineksen pitoisuuden tilastollisesti hyvin merkitsevä kyky (p < 0,001) selittää pH-arvon vaihtelua viittasi sulfaattiperäiseen kuormitukseen tutkituilla valuma-alueilla. Sinkin pitoisuuksien vaihtelua pystyttiin selittämään pääosin vahvemmin kuin pH-arvon vaihtelua, mutta tulokseen vaikutti sinkille ennen GLM-mallinnusta suoritettu logaritmimuunnos. Sinkin pitoisuuksien vaihtelua selittivät parhaiten valuma-alueen muuttujista peltojen ja suuren/kohtalaisen todennäköisyyden sulfaattimaiden osuus valuma-alueen pinta-alasta, sekä salaojien määrä. Vedenlaadun muuttujista sinkin vaihtelua selittivät parhaiten liuenneen aineksen pitoisuus, veden pH-arvo ja sähkönjohtavuus, mikä osoitti sinkin korkeiden pitoisuuksien olleen sulfaattiperäisen happamuuden mobilisoimia. pH-arvon vaihtelulla voitiin myös selittää suuri osuus tutkimuksessa tarkasteltujen 14 eri metallin pitoisuuksien vaihtelusta, ja molybdeenia lukuun ottamatta kaikkien tutkimuksessa tarkasteltujen metallien pitoisuudet kasvoivat pH-arvon laskiessa. Tutkimuksen tulokset osoittivat selkeän yhteyden sulfaattimaiden aiheuttaman happamuuden ja metallipitoisuuksien välillä Etelä-Pohjanmaan sulfaattialueilla sijaitsevissa uomissa. Vaikka pH-arvon tai sinkin pitoisuuksien vaihtelusta ei voitu selittää suurta osuutta valuma-alueen muuttujilla, viittasivat tulokset sulfaattiperäiseen kuormitukseen ja siihen, että etenkin pohjaveden pinnan tasoa laskeva salaojitus ja peltojen osuus valuma-alueesta kasvattivat happaman ja metallipitoisen huuhtouman määrää. Tulokset korostavat happamien sulfaattimaiden aiheuttamaa kuormitusta ja niistä seuraavien ympäristövaikutusten merkitystä vesistöille ja niiden ekologiselle tilalle. Kokonaisuudessaan tutkimuksen tulokset tuovat esiin tarvetta löytää sulfaattialueiden viljelyyn kestäviä ratkaisuja, jotka voisivat rajoittaa sulfaattiperäisen kuormituksen muodostumista ja edistää vesiekosysteemien terveyttä ja ekologista tasapainoa.

Memory errors exist in software written in memory-unsafe languages like C. They introduce severe vulnerabilities in software. Vulnerabilities may even be exploited by attackers over the Internet and sometimes they can be used to gain complete control of computer systems. Exploitation of memory errors is usually not trivial, but requires building an attack that corrupts the memory carefully to achieve the attacker’s goal. Multiple defenses against memory attacks exist and modern systems have complete defenses in place against certain attack classes. All defenses cannot be applied to all systems, and they do not protect against all possible attacks. Data-Oriented Programming (DOP) attacks are a new class of attacks that utilize the target program’s existing code to perform malicious operations. DOP differs from other attacks like Return-Oriented Programming (ROP) by avoiding control-flow violations, making it impossible to prevent with control-flow defenses. We analyze existing DOP attacks and determine that their expressiveness in real-world programs requires violating C variable visibility rules. We introduce Run-time Scope Enforcement (RSE), a defense that enforces variable visibility rules at run time. In this thesis, we introduce HardScope, our hardware-assisted implementation of RSE. HardScope has an instrumentation engine that instruments C programs with code that maintains variable visibility rules during execution. The run-time platform is based on RISC-V and consists of instruction set extensions and new processor logic that performs the enforcement. Evaluation shows that HardScope has low performance overhead and that it defends against existing DOP attacks.

Bayesian networks are graphical models used to represent the joint probability distribution for all variables in a data set. A Bayesian network can be constructed by an expert, but learning the network from the data is another option. This thesis is centered around exact score-based Bayesian network structure learning. The idea is to optimize a scoring function measuring the fit of the network to the data, and the solution represents an optimal network structure. The thesis adds to the earlier literature by extending an external memory frontier breadth-first branch and bound algorithm by Malone et al. [MYHB11], which searches the space of candidate networks using dynamic programming in a layered fashion. To detect duplicates during the candidate solution generation, the algorithm uses efficiently both semiconductor and magnetic disk memory. In-memory duplicate detection is performed using a hash table, while a delayed duplicate detection strategy is employed when resorting to the disk. Delayed duplicate detection is designed to work well against long disk latencies, because hash tables are currently still infeasible on disk. Delayed duplicate detection allows the algorithm to scale beyond search spaces of candidate solutions fitting only in the comparatively expensive and limited semiconductor memory at disposal. The sorting-based delayed duplicate detection strategy employed by the original algorithm has been found to be inferior to a hashing-based delayed duplicate strategy in other application domains [Kor08]. This thesis presents an approach to use hashing-based delayed duplicate detection in Bayesian network structure learning and compares it to the sorting-based method. The problem faced in the hashing of candidate solutions to disk is dividing the candidate solutions in a certain stage of the search in an efficient and scalable manner to files on the disk. The division presented in this thesis distributes the candidate solutions into files unevenly, but takes into account the maximum number of candidate solutions that can be held in the semiconductor memory. The method works in theory as long as operating system has free space and inodes to allocate for new files. Although the hashing-based method should in principle be faster than the sorting-based, the benchmarks presented in this thesis for the two methods show mixed results. However, the analysis presented also highlights the fact that by improving the efficiency of, for example, the distribution of hashed candidate solutions to different files, the hashing-based method could be further improved.

Sään ennustamisessa tärkeä työväline on numeerinen säämalli, jossa ilmakehän tilan kuvaaminen perustuu niin sanottujen perusyhtälöiden ratkaisemiseen. Niiden avulla lasketaan tuulen nopeuden, ilmanpaineen, lämpötilan ja kosteuden muutokset pienin aika-askelin eteenpäin. Numeerinen säämalli tarvitsee lähtötiedokseen laadultaan hyviä havaintoja ilmakehän todellisesta tilasta. Joka vuorokausi kymmenet in-situ- ja kaukohavaintojärjestelmät tekevät havaintoja ilmakehästä sen pintakerroksesta ylärajaan asti. Pelkät havainnot eivät kuitenkaan riitä antamaan tarpeeksi tarkkoja lähtötietoja säämallille. Ongelman ratkaisu on data-assimilaatiojärjestelmä. Se yhdistää laatukontrollin läpikäyneen havaintotiedon ja mallitiedon, jota kutsutaan ennakkokentäksi, ja luo niiden avulla analyysin ilmakehän todellisesta tilasta. Havaintojärjestelmäkokeiden (OSE) avulla testataan havaintojärjestelmien vaikutuksia data-assimilaatiojärjestelmän tuottamien analyysien ja niistä tuotettujen sääennusteiden laatuun. OSE:n avulla selvitetään, kuinka hyvin saatavilla olevia havaintoja käytetään hyväksi, tai kannattaako jokin uusi havaintojärjestelmä ottaa mukaan operatiiviseen ennustusjärjestelmään. Tämän tutkielman aluksi tutustutaan lyhyesti numeerisiin säämalleihin, havaintojärjestelmiin ja dataassimilaatiojärjestelmiin, minkä jälkeen tehdään yleinen kirjallisuuskatsaus havaintojärjestelmäkokeiden suorittamisesta. Sen jälkeen keskitytään Doppler-säätutkan tuottamien tutkasäteen suuntaisten tuulen nopeushavaintojen hyödyntämiseen rajoitetun alueen HIRLAM-säämallissa, mitä on tutkittu viime vuosina Ilmatieteen laitoksessa (IL). Kaukohavaintojärjestelmien käyttö on lisääntynyt viime vuosien aikana kehittyneiden analyysimenetelmien ansiosta. Tavanomaisten in-situ- havaintojärjestelmien raju vähentäminen dataassimilaatiossa ei näytä kuitenkaan vielä olevan mahdollista. Kaukohavainnot ovat useiden OSE-kokeiden perusteella parantaneet analyysiä ja ennusteita erityisesti alueilla, joissa tavanomainen havaintoverkosto on harva. Tutkatuulihavaintojen on ajateltu tuovan parannuksia rajoitetun alueen säämalleihin, sillä niiden avulla saadaan tärkeää lisätietoa tuulen ageostrofisista ominaisuuksista. Sen johdosta pienen mittakaavan sääilmiöiden kuten meri- ja rinnetuulien ennustettavuuden toivotaan paranevan. IL:ssa on kehitetty tutkatuulihavaintojen käsittely- ja mallintamismenetelmiä, minkä jälkeen on suoritettu OSE Suomen tutkaverkoston tuulihavainnoilla aikavälille 1.-29.2.2008 HIRLAMin operatiiviselle 3D-VAR dataassimilaatiojärjestelmälle. Kyseisen OSE:n aineisto on saatu käyttöön tähän tutkielmaan. Kontrolliassimilaatiossa CON ovat mukana kaikki operatiiviset havaintojärjestelmät ja koeassimilaatioon RAD_ALL on syötetty myös tutkatuulihavainnot. Tässä tutkielmassa OSE:n tulokset todennetaan TEMP-tuulihavaintojen avulla tutkimalla ennakkokentän ja analyysin harhaa sekä satunnaisvirhettä. Tulosten perusteella tutkatuulihavainnot parantavat ennakkokenttää ja analyysiä erityisesti keskitroposfäärissä, mutta alatroposfäärissä vaikutus analyysiin on lähes neutraali. Koska tutkatuulihavainnot ulottuvat n. 4-6 km korkeuteen, ne eivät vaikuta ylätroposfäärin analyysiin. Tulokset eivät kuitenkaan ole tilastollisen testin perusteella tilastollisesti merkitseviä. Parhaimmillaan RAD_ALLassimilaation voidaan osoittaa olevan CON-assimilaatiota parempi 20% merkitsevyystasolla. Lopuksi suoritettu tapaustutkimus osoittaa, että tutkatuulihavaintojen vaikutus näkyy tuulen nopeuden analyysi-inkrementtikentässä sekä jossain määrin myös lyhyessä 12h pintapaine-ennusteessa Suomen alueella. Tapaustutkimuksen perusteella tutkatuulihavaintojen vaikutus analyysiin ja ennusteeseen näyttäisi olevan lähes neutraali. OSE:n toistaminen kesäkuukaudelle voisi olla hyödyllistä, koska talvella ei esiinny esimerkiksi merituulia. Tämän tutkielman tulosten perusteella tutkatuulihavaintojen käyttäminen HIRLAMin 3D-VAR assimilaatiojärjestelmässä on hyödyllistä.

Nanofluids are a new class of colloids that is generally classified as solid particle suspensions such that the particle diameter is less than 100 nm. In the last decade they have exhibited anomalously high thermal conductivity compared to classical models. Additionally, nanoscale emulsions have shown similar behavior but have gathered less attention than solid particle nanofluids. The optimal preparation of nanoemulsions is not straightforward. Multiple factors have an effect on the final size distribution and therefore optimization is required. Models for the anomalous behavior include effects of the Brownian motion, formation of particle clusters and ordering of liquid into a layer of high conductivity around the particles. In our measurements for nanoscale emulsions, we however observed no significant deviation from the classical models. Besides conduction, nanofluids could also be utilized in convective heat transfer applications. The research on this field is more limited but indicates that increases in heat transfer exist also in convective transport. We perform heat transfer experiments on several n-decane in water nanoemulsions and nanoscale micelle colloids in the transition and turbulent flow regime. Our results indicate that while the thermal properties of the samples were usually worse for convective applications than the reference, the heat transfer properties were similar or better especially at high Reynolds numbers.

Radiocesiumin erotusmateriaaleille on jatkuvaa kysyntää maailmanlaajuisesti ydinjätteen käsittelyyn ja ympäristön dekontaminointiin liittyen. Tämän takia tarvitaan edelleen lisää tutkimusta tehokkaampien ja selektiivisempien cesiumadsorbenttien kehittämiseksi. Lisäksi näiden adsorbenttien regenerointitapojen kehittäminen on oleellinen tapa vähentää muodostuvan kiinteän radioaktiivisen jätteen määrää. Metalliheksasyanoferraatit ovat paljon käytettyjä ja tutkittuja materiaaleja cesiumin erotukseen ja yhdistettynä sähköisesti ohjattuun ioninvaihtoon niistä voidaan valmistaa tehokkaita, selektiivisiä, kestäviä ja uudelleenkäytettäviä ioninvaihtimia. Työn tavoitteena oli valmistaa tällainen sähköllä regeneroitava ja selektiivinen grafeeniaerogeelistä ja heksasyanoferraatista koostuva komposiitti-ioninvaihdin cesiumin erotukseen. Työn kokeellisessa osassa valmistettiin onnistuneesti erilaisia kylmäkuivattuja aerogeelejä eli kryogeelejä, joiden korkea hapettuneisuus teki niistä joustavia ja kestäviä ilmassa. Toisaalta vastaavat askorbiinihapolla pelkistetyt kryogeelit olivat kovia ja soveltuivat mekaanisilta ominaisuuksiltaan paremmin käytettäväksi adsorbenttina vesiliuoksissa. Yksi merkittävimmistä havainnoista oli sentrifugoinnin tärkeys grafeenioksidisuspension homogenisoinnin kannalta, jotta saatiin valmistettua yhtenäinen tuote. Valmistettujen grafeenikryogeelien ja indiumtinaoksidin pinnalle saostettiin nikkeliheksasyanoferraattia, jonka hapettumis-pelkistymisreaktioita mitattiin onnistuneesti syklisellä voltammetrialla. Näiden komposiitti-ioninvaihtimien avulla radiocesium voitiin erottaa vesiliuoksesta lähes kvantitatiivisesti, mutta kiinnittyneestä cesiumista saatiin eluoitua tämän jälkeen jännitteen avulla vain noin 10 %. Tuotteita karakterisoitiin myös jauheröntgendiffraktiolla ja energiadispersiivisellä röntgenspektroskopialla.

The cooperation between Finland and Estonia is most visible in the collaboration between the capitals of the countries. The twin city development of Helsinki and Tallinn and the planned tunnel infrastructure between the cities have caused societal debates in both countries. The societal debate on the themes gained new importance when Estonia became part of the EU and NATO in 2004. The tunnel infrastructure connecting the cities became a major news topic from the mid-2010s onwards, and it was also an important part of news coverage regarding the cooperation between the countries. The progress of the public and private tunnel projects sparked interest in the major daily newspapers in both countries. The theoretical background of the thesis is based on the theories of cross-border cooperation, twin cities and spatial planning. The theoretical framework of the thesis revolves also around the strategic framing and anchor infrastructures used in the media as part of territorial cohesion. Discursive framing and regional branding in the media are both important parts of regional formation. The aim of the study was to find out the discourses used in framing the twin city and tunnel connection in the largest daily newspapers of Finland and Estonia. The conclusion of the dissertation is that geographical reality can be interpreted by studying discourses and societal significance. Media discourses convey a broader societal debate on the topics. The material of the study was articles in the online publications of Helsingin Sanomat and Postimees from 2004-2020. The study examined the articles according to the framework of content analysis and critical media discourse analysis. The study examined the forms of discursive framing through media discourses. Based on the data analysis, the tunnel infrastructure is a more newsworthy topic than the twin city. The tunnel plays an important role in shaping the discourses in the research material. The tunnel is framed as a foundational part of the twin city and wider regional context. The tunnel connection gains relevance by forming the area and enabling growth. Improving accessibility and connection to Central Europe are major parts of the Finnish tunnel discourse. Economic perspectives are part of the discourse in both journals. Major political actors in both countries, such as ministers and mayors, are most prominently present in the research material. Political agency is embodied in the framing of anchor infrastructure. The entry of the privately funded tunnel project in 2016 changes the themes of the articles. The private tunnel project is causing occasional opposition from countries’ politicians and officials, manifested in confrontation represented in the media. In Finland the criticism of the private project is focused on the alignment of the tunnel, whereas in Estonia on security policy concerns caused by foreign funding. The largest daily newspapers in Finland and Estonia serve as a platform for the societal debate. Their articles delimit and frame the topics of societal debate. The means of strategic framing and raising the news value of the topic become the focus of the research material as the media focuses more on the tunnel connection after the mid-2010s. The discursive framing of the twin city takes place through a tunnel infrastructure. The discursive framing that emerges in the media reflects the geographical significance of different actors.

Due to increasing population in cities transportation is facing a major challenge. Passenger car traffic cannot increase at the same rate as urban population increases. Negative externalities like carbon dioxide emissions and congestion are becoming more and more significant issues in urban areas. Only possible way to reduce these negative issues are offering sustainable transportation modes and making them as attractive as possible. Especially leisure trips have increased in past years which means that cities have become more mobile. Active and sustainable mobility like walking and cycling play key roles in transportations strategies. City of Helsinki has started to support cycling over the last few years by investing cycling infrastructure for example. In the context in which cycling has become important in urban areas several cities have opened bike sharing systems. In addition to upswing of cycling, technological development of bike sharing systems have made it possible for them to succeed. In Helsinki, the bike sharing system was launched in 2016 and in 2017 it was expanded threefold compared to the first year of operation. Understanding how recently opened system works requires a proper analysis which is made possible by the travel data produced by the system. Study design consists of revealing spatiotemporal patterns of bike share usages in Helsinki. The aim of the study is to produce important information to support operational planning of the system. On the other hand, the aim is to express the mobility and the rhythm of Helsinki by a novel data source. According to previous international studies, data mining of travel data produced by bike sharing systems has revealed clear activity patterns of bike share usage. The results show that the use of bike sharing system in Helsinki has been a success compared to other European cities for example. According to the results, bike share trips have been short which is typical to bike sharing systems. Temporally, the usage was most active during summer and spatially in the city center as well as near subway stations. The usage was found to vary considerably between weekdays and weekends. On weekdays, the usage peaked at morning rush hour and again at afternoon rush hour. At weekday morning, the rhythm of the city seems to be routine, whereas at weekday afternoon and evening mobility patterns are more complex. Spatiotemporal activity patterns revealed imbalances between departures and arrivals in few bike sharing stations. Cluster analysis revealed eight different activity patterns among bike sharing station usage. The bike sharing system has been a great success in Helsinki. City bikes are used as a part of multimodal travel chain, moving from one place to another and for leisure trips. Understanding the spatiotemporal patterns of bike share usage supports planning of bike share station network. It also tells a story of the mobility and rhythm of Helsinki by a novel data source.

Maankäyttö vaikuttaa vedenlaatuun. Kaupungistuminen aiheuttaa pintavalunnan lisääntymistä ja veden laadun heikentymistä. Merkittäviä kaupunkivesissä esiintyviä aineita ja epäpuhtauksia, joiden pitoisuudet kasvavat kaupungistumisen myötä, ovat muun muassa ravinteet ja metallit. Viime aikoina veden laadullisten ja määrällisten muutosten hillinnässä on alettu käyttää uudenlaisia ekologisia huleveden hallintatapoja. Nämä ekologiset hallintatavat pyrkivät veden laadullisten ja määrällisten ominaisuuksien säilyttämiseen maankäytön muutoksista huolimatta. Tutkielmassa kuvataan Helsingin Kuninkaantammen ojavesien fysikaalis-kemiallista vedenlaatua. Tutkimus toteutettiin kolmella pienellä osavaluma-alueella kesä-joulukuussa 2011. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää alueen yleinen vedenlaatu sekä tarkastella vedenlaadussa valuma-alueittain ilmeneviä eroja. Tutkimusalueella tapahtuu lähivuosina merkittäviä maankäytön muutoksia, joiden vaikutuksia vedenlaatuun ja määrään pyritään minimoimaan hyödyntämällä ekologisia hulevedenhallintamenetelmiä. Kuninkaantammi on Helsingin kaupungin hulevesistrategian pilottialue, jossa uudenlaisten menetelmien vaikuttavuutta vedenlaatuun halutaan selvittää. Tutkielma vastaa kysymykseen, mikä on vedenlaatu ennen alueen rakentamista. Vesinäytteistä tutkittiin muun muassa kiintoaine-, ravinne-, metalli- ja hivenainepitoisuuksia. Ojavesien laatu Kuninkaantammessa on pääosin hyvä. Pitoisuudet ovat luonnonpurojen pitoisuuksia korkeampia, mutta hulevesien pitoisuuksiin verrattuna matalia sekä Helsingin kaupunkipuroihin verrattuna keskimääräisiä tai matalia. Maankäyttö valuma-alueilla heijastuu vedenlaatuun. Alueella, jolla on enemmän rakennettua pintaa, fosfori-, nitraatti-, kupari-, nikkeli- ja hivenainepitoisuudet ovat korkeampia kuin vähemmän rakennetulla alueella. Kuitenkin toisella metsäisellä valuma-alueella typpi- ja fosfaattipitoisuudet sekä kromi-, rauta-, lyijy- ja sinkkipitoisuudet ovat näytepisteistä korkeimmat. Metsäisimmällä valuma-alueella epäpuhtauspitoisuudet ovat alhaisimmat. Jotta vedenlaatu myös pysyisi hyvänä ja uudenlaisista hulevedenkäsittelyjärjestelmistä olisi hyötyä, tulee toteutukset mitoittaa riittävän suuriksi. Ympäristöongelmien perimmäinen syy johtuu ihmisten käyttäytymisestä. Veden laatuun vaikuttaa voimakkaasti vesistön sosiaalinen ympäristö, joten pelkät rakenteelliset ratkaisut eivät riitä vedenlaadun kohentumiseen. Yhteiskunnalliset instituutiot, kuten muodollisten instituutioiden ympäristöasenne, vaikuttavat ihmisten käyttäytymiseen. Viestinnällä ja tietoisuuden lisäämisellä voidaan vaikuttaa asenteisiin ja käyttäytymiseen. Vaikuttava viestintä on luonteeltaan positiivista ja joko faktoihin perustuvaa tai tunteisiin vetoavaa. Positiiviset ympäristökokemukset lisäävät ympäristömyönteisyyttä, jolla voidaan saavuttaa mahdollisesti myös kaupunkivesien vedenlaadun kohentumista. Ihmisten tietoisuuden kasvattamiseen kaupunkivesien merkityksestä tulisi kiinnittää huomiota.