Standardized Information Models to Optimize Exchange, Reusability and Comparability of Citizen Science Data. A Specialization Approach

The number of citizen science projects is constantly growing. Local, national, and international platforms feature new projects almost every month, resulting in an endless number of new observations that are constantly gathered and stored in databases. Often, these data sets are only used for the sampling campaign’s objectives, thus leaving a huge potential unused: its reusability in other contexts and its comparability with other data sets. Reusability and comparability require a number of aspects to be fulfilled. This paper describes those aspects and focuses on the citizen science application profile as a standardized information model to ensure syntactic and semantic understanding of citizen science data. Data compliant with this information model can be discovered and accessed through standardized Web interfaces and therefore easily integrated into any data processing environment or compared to any other data set. It is emphasized that the application profile described in this paper is one of two possible solutions that are currently being explored. The second one is briefly addressed and will be documented in detail in future publications

Research data management challenges in citizen science projects and recommendations for library support services. A scoping review and case study.

Citizen science (CS) projects are part of a new era of data aggregation and harmonisation that facilitates interconnections between different datasets. Increasing the value and reuse of CS data has received growing attention with the appearance of the FAIR principles and systematic research data management (RDM) practises, which are often promoted by university libraries. However, RDM initiatives in CS appear diversified and if CS have special needs in terms of RDM is unclear. Therefore, the aim of this article is firstly to identify RDM challenges for CS projects and secondly, to discuss how university libraries may support any such challenges. A scoping review and a case study of Danish CS projects were performed to identify RDM challenges. 48 articles were selected for data extraction. Four academic project leaders were interviewed about RDM practices in their CS projects. Challenges and recommendations identified in the review and case study are often not specific for CS. However, finding CS data, engaging specific populations, attributing volunteers and handling sensitive data including health data are some of the challenges requiring special attention by CS project managers. Scientific requirements or national practices do not always encompass the nature of CS projects. Based on the identified challenges, it is recommended that university libraries focus their services on 1) identifying legal and ethical issues that the project managers should be aware of in their projects, 2) elaborating these issues in a Terms of Participation that also specifies data handling and sharing to the citizen scientist, and 3) motivating the project manager to good data handling practises. Adhering to the FAIR principles and good RDM practices in CS projects will continuously secure contextualisation and data quality. High data quality increases the value and reuse of the data and, therefore, the empowerment of the citizen scientists

Citizen OBservatory WEB (COBWEB): A Generic Infrastructure Platform to Facilitate the Collection of Citizen Science data for Environmental Monitoring

The mass uptake of internet connected, GPS enabled mobile devices has resulted in a surge of citizens active in making a huge variety of environmental observations.  The use and reuse potential of these data is significant but currently compromised by a lack of interoperability.  Useable standards either don’t exist, are neglected, poorly understood or tooling is unavailable.  Large volumes of data are being created but exist in silos.  This is a complex problem requiring sophisticated solutions balanced with the need to present sometimes unsophisticated users with comprehensible and useable software.  COBWEB has addressed this challenge by using the UNESCO World Network of Biosphere Reserves as a testbed for researching and developing a generic crowdsourcing infrastructure platform for environmental monitoring.   The solution arrived at provides tools for the creation of mobile Applications which generate data compliant with open interoperability standards and facilitate integration with Spatial Data Infrastructures.  COBWEB is a research project and the components of the COBWEB platform are at different Technology Readiness Levels. This paper outlines how the overall solution was arrived at, describes the main components developed and points to quality assurance, integration of sensors, interoperability and associated standardisation as key areas requiring further attention.

Semantic Systems. The Power of AI and Knowledge Graphs

This open access book constitutes the refereed proceedings of the 15th International Conference on Semantic Systems, SEMANTiCS 2019, held in Karlsruhe, Germany, in September 2019. The 20 full papers and 8 short papers presented in this volume were carefully reviewed and selected from 88 submissions. They cover topics such as: web semantics and linked (open) data; machine learning and deep learning techniques; semantic information management and knowledge integration; terminology, thesaurus and ontology management; data mining and knowledge discovery; semantics in blockchain and distributed ledger technologies

Gestion durable des ressources dans la chaîne de valeur européenne de l’acier

The present thesis delved into the current and future interactions within the European Steel Industry and of it with the environment it is a part of, with the main objective of supporting decision- and policy-making efforts oriented towards sustainability and circularity, helping to shape the future of steel in the European Community. The thesis used the European Steel Industry as a case study to explore the potential benefits of integrating Life Cycle Assessment (LCA) into System Dynamics (SD) under the scopes of Circular Economy and Industrial Ecology. A model representative of the European Steel Industry was built modularly in Stella Architect, following ILCD and ISO guidelines and standards for LCA. Throughout 4 of the 5 articles developed for the present thesis, 21 simulation runs were performed on the aforementioned model: 12 on identifying potential constraints and benefits of End-of-Life policies; 5 assessing the advantages and disadvantages of different Supply Chain Integration (SCI) strategies along European steel supply chains; and 4 addressing the interactions between biophysical and economic dynamics in the steel market. An additional article was developed using the methodologies of Circles of Sustainability and Sustainable Urban Metabolism to appraise the challenges and contributions of steel as part of servitization initiatives in urban environments. Overall results indicated that integrating LCA into SD was not only feasible and capable of reproducing results, trends and behaviors from previous scientific studies, but also of contributing to both methodologies in different levels. This approach has potential to interest policy-makers who seek more granularity within the European Steel Industry as well as decision-makers searching for a broader understanding of their operation’s dynamics beyond the gates, notably regarding raw material scarcity, resource self-sufficiency, and resource ownership retention. From the results of each article it was observed that, (a) pushing for recycling and reuse could generate interesting medium- to long-term results for circularity, transitioning away from fossil fuels and developing a whole new market around end-of-life services; (b) different SCI approaches can be environmentally and strategically promising; (c) six key biophysical variables can distinctively affect spot prices, future prices, EBITDA margins, capacity utilization, dividend payouts, and costs of steelmaking; and (d) servitization can provide significant benefits to sustainable cities, while also being able to substantially alter the supply-side dynamics of steelmaking, highlighting how important it is for steelmakers to pay close attention to the service-providing initiatives that may concern their clients and products.La présente thèse entend examiner les interactions présentes et futures entre l'industrie sidérurgique européenne et son environnement, avec pour objectifs principaux, l’amélioration de la prise de décision et l'élaboration de politiques industrielles en matière de durabilité et de circularité. La thèse contribue à l’émergence de propositions contribuant à façonner l'avenir de l'acier dans l’Union Européenne. L'industrie sidérurgique européenne est utilisée ici comme un cas d’école, visant à explorer les avantages potentiels pour l’économie circulaire et l’écologie industrielle, d’une intégration d’un outil (Analyse du Cycle de Vie – ACV) dans une méthodologie (Dynamique des Systèmes – SD). Un modèle modulaire pour l’industrie sidérurgique européenne a été construit et, pour 4 des 5 articles développés dans la thèse, 21 simulations ont été effectuées. 12 simulations ont permis d’identifier les contraintes potentielles et les avantages des stratégies de fin de vie; 5 d’évaluer les avantages et les inconvénients des différentes stratégies d’intégration de la chaîne d’approvisionnement (SCI) dans la filière européenne de l’acier; et 4 de traiter des interactions entre les dynamiques biophysiques et économiques sur le marché de l'acier. Le dernier article s’appuie sur une nouvelle méthodologie – les Cercles de Durabilité et le Métabolisme Urbain Durable – pour évaluer les défis et les contributions de l'acier dans le cadre de l’éco-fonctionnalité en milieu urbain. Les résultats ont montré que l’intégration de l’ACV dans les stratégies de développement durable permettait de reproduire assez fidèlement les résultats et les scénarios d’études scientifiques antérieures, tout en suggérant des apports méthodologiques relativement novateurs. Cette recherche opérationnelle est susceptible d'intéresser les managers et des chefs d’entreprises qui s’attachent aux questions d’efficience et de résilience de l’outil industriel, ainsi que les décideurs politiques qui souhaitent cerner les enjeux d’une pénurie de matières premières ou d’une politique de recyclage de l’acier à l’échelle européenne. D'après les résultats de chaque article, il a été observé que (a) le recyclage et la réutilisation pourraient générer des résultats intéressants à moyen et à long terme en matière de circularité, en abandonnant notamment les combustibles fossiles et en développant un tout nouveau marché autour des services de fin de vie; (b) différentes approches en matière de chaine logistique intégrée semblent être prometteuses d'un point de vue environnemental et stratégique; (c) six variables biophysiques clés peuvent avoir une incidence notoire sur les cours au comptant, les cours à terme, les marges d'EBITDA, l'utilisation des capacités de production, la distribution des dividendes et les coûts de fabrication de l'acier; et (d) la dynamique servicielle dans le cadre de l’éco-fonctionnalité peut apporter des avantages significatifs aux villes durables, tout en modifiant considérablement la structure de l’offre sur le marché de l’acier

Designing Data Spaces

This open access book provides a comprehensive view on data ecosystems and platform economics from methodical and technological foundations up to reports from practical implementations and applications in various industries. To this end, the book is structured in four parts: Part I “Foundations and Contexts” provides a general overview about building, running, and governing data spaces and an introduction to the IDS and GAIA-X projects. Part II “Data Space Technologies” subsequently details various implementation aspects of IDS and GAIA-X, including eg data usage control, the usage of blockchain technologies, or semantic data integration and interoperability. Next, Part III describes various “Use Cases and Data Ecosystems” from various application areas such as agriculture, healthcare, industry, energy, and mobility. Part IV eventually offers an overview of several “Solutions and Applications”, eg including products and experiences from companies like Google, SAP, Huawei, T-Systems, Innopay and many more. Overall, the book provides professionals in industry with an encompassing overview of the technological and economic aspects of data spaces, based on the International Data Spaces and Gaia-X initiatives. It presents implementations and business cases and gives an outlook to future developments. In doing so, it aims at proliferating the vision of a social data market economy based on data spaces which embrace trust and data sovereignty

Semantic discovery and reuse of business process patterns

Patterns currently play an important role in modern information systems (IS) development and their use has mainly been restricted to the design and implementation phases of the development lifecycle. Given the increasing significance of business modelling in IS development, patterns have the potential of providing a viable solution for promoting reusability of recurrent generalized models in the very early stages of development. As a statement of research-in-progress this paper focuses on business process patterns and proposes an initial methodological framework for the discovery and reuse of business process patterns within the IS development lifecycle. The framework borrows ideas from the domain engineering literature and proposes the use of semantics to drive both the discovery of patterns as well as their reuse

Rethink Digital Health Innovation: Understanding Socio-Technical Interoperability as Guiding Concept

Diese Dissertation sucht nach einem theoretischem Grundgerüst, um komplexe, digitale Gesundheitsinnovationen so zu entwickeln, dass sie bessere Erfolgsaussichten haben, auch in der alltäglichen Versorgungspraxis anzukommen. Denn obwohl es weder am Bedarf von noch an Ideen für digitale Gesundheitsinnovationen mangelt, bleibt die Flut an erfolgreich in der Praxis etablierten Lösungen leider aus. Dieser unzureichende Diffusionserfolg einer entwickelten Lösung - gern auch als Pilotitis pathologisiert - offenbart sich insbesondere dann, wenn die geplante Innovation mit größeren Ambitionen und Komplexität verbunden ist. Dem geübten Kritiker werden sofort ketzerische Gegenfragen in den Sinn kommen. Beispielsweise was denn unter komplexen, digitalen Gesundheitsinnovationen verstanden werden soll und ob es überhaupt möglich ist, eine universale Lösungsformel zu finden, die eine erfolgreiche Diffusion digitaler Gesundheitsinnovationen garantieren kann. Beide Fragen sind nicht nur berechtigt, sondern münden letztlich auch in zwei Forschungsstränge, welchen ich mich in dieser Dissertation explizit widme. In einem ersten Block erarbeite ich eine Abgrenzung jener digitalen Gesundheitsinnovationen, welche derzeit in Literatur und Praxis besondere Aufmerksamkeit aufgrund ihres hohen Potentials zur Versorgungsverbesserung und ihrer resultierenden Komplexität gewidmet ist. Genauer gesagt untersuche ich dominante Zielstellungen und welche Herausforderung mit ihnen einhergehen. Innerhalb der Arbeiten in diesem Forschungsstrang kristallisieren sich vier Zielstellungen heraus: 1. die Unterstützung kontinuierlicher, gemeinschaftlicher Versorgungsprozesse über diverse Leistungserbringer (auch als inter-organisationale Versorgungspfade bekannt); 2. die aktive Einbeziehung der Patient:innen in ihre Versorgungsprozesse (auch als Patient Empowerment oder Patient Engagement bekannt); 3. die Stärkung der sektoren-übergreifenden Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Versorgungpraxis bis hin zu lernenden Gesundheitssystemen und 4. die Etablierung daten-zentrierter Wertschöpfung für das Gesundheitswesen aufgrund steigender bzgl. Verfügbarkeit valider Daten, neuen Verarbeitungsmethoden (Stichwort Künstliche Intelligenz) sowie den zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten. Im Fokus dieser Dissertation stehen daher weniger die autarken, klar abgrenzbaren Innovationen (bspw. eine Symptomtagebuch-App zur Beschwerdedokumentation). Vielmehr adressiert diese Doktorarbeit jene Innovationsvorhaben, welche eine oder mehrere der o.g. Zielstellung verfolgen, ein weiteres technologisches Puzzleteil in komplexe Informationssystemlandschaften hinzufügen und somit im Zusammenspiel mit diversen weiteren IT-Systemen zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung und/ oder ihrer Organisation beitragen. In der Auseinandersetzung mit diesen Zielstellungen und verbundenen Herausforderungen der Systementwicklung rückte das Problem fragmentierter IT-Systemlandschaften des Gesundheitswesens in den Mittelpunkt. Darunter wird der unerfreuliche Zustand verstanden, dass unterschiedliche Informations- und Anwendungssysteme nicht wie gewünscht miteinander interagieren können. So kommt es zu Unterbrechungen von Informationsflüssen und Versorgungsprozessen, welche anderweitig durch fehleranfällige Zusatzaufwände (bspw. Doppeldokumentation) aufgefangen werden müssen. Um diesen Einschränkungen der Effektivität und Effizienz zu begegnen, müssen eben jene IT-System-Silos abgebaut werden. Alle o.g. Zielstellungen ordnen sich dieser defragmentierenden Wirkung unter, in dem sie 1. verschiedene Leistungserbringer, 2. Versorgungsteams und Patient:innen, 3. Wissenschaft und Versorgung oder 4. diverse Datenquellen und moderne Auswertungstechnologien zusammenführen wollen. Doch nun kommt es zu einem komplexen Ringschluss. Einerseits suchen die in dieser Arbeit thematisierten digitalen Gesundheitsinnovationen Wege zur Defragmentierung der Informationssystemlandschaften. Andererseits ist ihre eingeschränkte Erfolgsquote u.a. in eben jener bestehenden Fragmentierung begründet, die sie aufzulösen suchen. Mit diesem Erkenntnisgewinn eröffnet sich der zweite Forschungsstrang dieser Arbeit, der sich mit der Eigenschaft der 'Interoperabilität' intensiv auseinandersetzt. Er untersucht, wie diese Eigenschaft eine zentrale Rolle für Innovationsvorhaben in der Digital Health Domäne einnehmen soll. Denn Interoperabilität beschreibt, vereinfacht ausgedrückt, die Fähigkeit von zwei oder mehreren Systemen miteinander gemeinsame Aufgaben zu erfüllen. Sie repräsentiert somit das Kernanliegen der identifizierten Zielstellungen und ist Dreh- und Angelpunkt, wenn eine entwickelte Lösung in eine konkrete Zielumgebung integriert werden soll. Von einem technisch-dominierten Blickwinkel aus betrachtet, geht es hierbei um die Gewährleistung von validen, performanten und sicheren Kommunikationsszenarien, sodass die o.g. Informationsflussbrüche zwischen technischen Teilsystemen abgebaut werden. Ein rein technisches Interoperabilitätsverständnis genügt jedoch nicht, um die Vielfalt an Diffusionsbarrieren von digitalen Gesundheitsinnovationen zu umfassen. Denn beispielsweise das Fehlen adäquater Vergütungsoptionen innerhalb der gesetzlichen Rahmenbedingungen oder eine mangelhafte Passfähigkeit für den bestimmten Versorgungsprozess sind keine rein technischen Probleme. Vielmehr kommt hier eine Grundhaltung der Wirtschaftsinformatik zum Tragen, die Informationssysteme - auch die des Gesundheitswesens - als sozio-technische Systeme begreift und dabei Technologie stets im Zusammenhang mit Menschen, die sie nutzen, von ihr beeinflusst werden oder sie organisieren, betrachtet. Soll eine digitale Gesundheitsinnovation, die einen Mehrwert gemäß der o.g. Zielstellungen verspricht, in eine existierende Informationssystemlandschaft der Gesundheitsversorgung integriert werden, so muss sie aus technischen sowie nicht-technischen Gesichtspunkten 'interoperabel' sein. Zwar ist die Notwendigkeit von Interoperabilität in der Wissenschaft, Politik und Praxis bekannt und auch positive Bewegungen der Domäne hin zu mehr Interoperabilität sind zu verspüren. Jedoch dominiert dabei einerseits ein technisches Verständnis und andererseits bleibt das Potential dieser Eigenschaft als Leitmotiv für das Innovationsmanagement bislang weitestgehend ungenutzt. An genau dieser Stelle knüpft nun der Hauptbeitrag dieser Doktorarbeit an, in dem sie eine sozio-technische Konzeptualisierung und Kontextualisierung von Interoperabilität für künftige digitale Gesundheitsinnovationen vorschlägt. Literatur- und expertenbasiert wird ein Rahmenwerk erarbeitet - das Digital Health Innovation Interoperability Framework - das insbesondere Innovatoren und Innovationsfördernde dabei unterstützen soll, die Diffusionswahrscheinlichkeit in die Praxis zu erhöhen. Nun sind mit diesem Framework viele Erkenntnisse und Botschaften verbunden, die ich für diesen Prolog wie folgt zusammenfassen möchte: 1. Um die Entwicklung digitaler Gesundheitsinnovationen bestmöglich auf eine erfolgreiche Integration in eine bestimmte Zielumgebung auszurichten, sind die Realisierung eines neuartigen Wertversprechens sowie die Gewährleistung sozio-technischer Interoperabilität die zwei zusammenhängenden Hauptaufgaben eines Innovationsprozesses. 2. Die Gewährleistung von Interoperabilität ist eine aktiv zu verantwortende Managementaufgabe und wird durch projektspezifische Bedingungen sowie von externen und internen Dynamiken beeinflusst. 3. Sozio-technische Interoperabilität im Kontext digitaler Gesundheitsinnovationen kann über sieben, interdependente Ebenen definiert werden: Politische und regulatorische Bedingungen; Vertragsbedingungen; Versorgungs- und Geschäftsprozesse; Nutzung; Information; Anwendungen; IT-Infrastruktur. 4. Um Interoperabilität auf jeder dieser Ebenen zu gewährleisten, sind Strategien differenziert zu definieren, welche auf einem Kontinuum zwischen Kompatibilitätsanforderungen aufseiten der Innovation und der Motivation von Anpassungen aufseiten der Zielumgebung verortet werden können. 5. Das Streben nach mehr Interoperabilität fördert sowohl den nachhaltigen Erfolg der einzelnen digitalen Gesundheitsinnovation als auch die Defragmentierung existierender Informationssystemlandschaften und trägt somit zur Verbesserung des Gesundheitswesens bei. Zugegeben: die letzte dieser fünf Botschaften trägt eher die Färbung einer Überzeugung, als dass sie ein Ergebnis wissenschaftlicher Beweisführung ist. Dennoch empfinde ich diese, wenn auch persönliche Erkenntnis als Maxim der Domäne, der ich mich zugehörig fühle - der IT-Systementwicklung des Gesundheitswesens

Marketing in the Digital Environment

The textbook contains provisions that reveal the main points of marketing in the digital environment and the basic tools necessary for a marketer to successfully implement a variety of projects on the Internet. In particular, the types of Internet business, business models and characteristics of creating a business in the Internet environment, Internet marketing, development and promotion of web resources. It provides analysis of the practical aspects that illustrate the theoretical positions of marketing in the digital environment. The publication contains a series of practical exercises, cases and tests to assess the level of knowledge. It is recommended for students of economics and specialities in the field of Internet business, marketers, teachers, graduate students, as well as a wide range of readers interested in marketing in the digital environment

Precision health approaches: ethical considerations for health data processing

This thesis provides insights and recommendations on some of the most crucial elements necessary for an effective, legally and ethically sound implementation of precision health approaches in the Swiss context (and beyond), specifically for precision medicine and precision public health. In this regard, this thesis recognizes the centrality of data in these two abovementioned domains, and the ethical and scientific imperative of ensuring the widespread and responsible sharing of high quality health data between the numerous stakeholders involved in healthcare, public health and associated research domains. It also recognizes the need to protect not only the interests of data subjects but also those of data processors. Indeed, it is only through a comprehensive assessment of the needs and expectations of each and every one regarding data sharing activities that sustainable solutions to known ethical and scientific conundrums can be devised and implemented. In addition, the included chapters in this thesis emphasize recommending solutions that could be convincingly applied to real world problems, with the ultimate objective of having a concrete impact on clinical and public health practice and policies, including research activities. Indeed, the strengths of this thesis reside in a careful and in-depth interdisciplinary assessment of the different issues at stake in precision health approaches, with the elaboration of the least disruptive solutions (as far as possible) and recommendations for an easy evaluation and subsequent adoption by relevant stakeholders active in these two domains. This thesis has three main objectives, namely (i) to investigate and identify factors influencing the processing of health data in the Swiss context and suggest some potential solutions and recommendations. A better understanding of these factors is paramount for an effective implementation of precision health approaches given their strong dependence on high quality and easily accessible health datasets; (ii) to identify and explore the ethical, legal and social issues (ELSI) of innovative participatory disease surveillance systems – also falling under precision health approaches – and how research ethics are coping within this field. In addition, this thesis aims to strengthen the ethical approaches currently used to cater for these ELSIs by providing a robust ethical framework; and lastly, (iii) to investigate how precision health approaches might not be able to achieve their social justice and health equity goals, if the impact of structural racism on these initiatives is not given due consideration. After a careful assessment, this thesis provides recommendations and potential actions that could help these precision health approaches adhere to their social justice and health equity goals. This thesis has investigated these three main objectives using both empirical and theoretical research methods. The empirical branch consists of systematic and scoping reviews, both adhering to the PRISMA guidelines, and two interview-based studies carried out with Swiss expert stakeholders. The theoretical branch consists of three chapters, each addressing important aspects concerning precision health approaches