discrete optimization models in data visualization

Data visualization techniques have become important tools for analyzing large multidimensional data sets and providing insights with respect to scientific, economic, and engineering applications. Typically, these visualization applications are modeled and solved using nonlinear optimization techniques. In this dissertation, we propose a discretization of the data visualization problem that allows us to formulate it as a quadratic assignment problem. This formulation is computationally difficult to solve optimally using an exact approach. Consequently, we investigate the use of local search techniques, mathematical programming, and genetic algorithms for the data visualization problem. The space in which the data points are to be embedded can be discretized using an n x n lattice. Conducting a search on this n x n lattice is computationally ineffective. Consequently, we propose a divide-and-conquer approach that refines the lattice at each step. We show that this approach is much faster than conducting a search of the entire n x n lattice and, in general, it generates higher quality solutions. We envision two uses of our divide-and-conquer heuristics: (1) as stand-alone approaches for data visualization and (2) to provide good approximate starting solutions for a nonlinear algorithm

QAPgrid: A Two Level QAP-Based Approach for Large-Scale Data Analysis and Visualization

Background: The visualization of large volumes of data is a computationally challenging task that often promises rewarding new insights. There is great potential in the application of new algorithms and models from combinatorial optimisation. Datasets often contain “hidden regularities” and a combined identification and visualization method should reveal these structures and present them in a way that helps analysis. While several methodologies exist, including those that use non-linear optimization algorithms, severe limitations exist even when working with only a few hundred objects. Methodology/Principal Findings: We present a new data visualization approach (QAPgrid) that reveals patterns of similarities and differences in large datasets of objects for which a similarity measure can be computed. Objects are assigned to positions on an underlying square grid in a two-dimensional space. We use the Quadratic Assignment Problem (QAP) as a mathematical model to provide an objective function for assignment of objects to positions on the grid. We employ a Memetic Algorithm (a powerful metaheuristic) to tackle the large instances of this NP-hard combinatorial optimization problem, and we show its performance on the visualization of real data sets. Conclusions/Significance: Overall, the results show that QAPgrid algorithm is able to produce a layout that represents the relationships between objects in the data set. Furthermore, it also represents the relationships between clusters that are feed into the algorithm. We apply the QAPgrid on the 84 Indo-European languages instance, producing a near-optimal layout. Next, we produce a layout of 470 world universities with an observed high degree of correlation with the score used by the Academic Ranking of World Universities compiled in the The Shanghai Jiao Tong University Academic Ranking of World Universities without the need of an ad hoc weighting of attributes. Finally, our Gene Ontology-based study on Saccharomyces cerevisiae fully demonstrates the scalability and precision of our method as a novel alternative tool for functional genomics

Omaisesi sairastui psykoosiin? : psykoedukatiivinen opas Auroran sairaalan psykoosiosastojen potilaiden omaisille

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tuottaa psykoedukatiivnen opas Auroran sairaalan akuuttien psykoosiosastojen potilaiden omaisille. Opinnäyteyön tavoitteena oli lisätä potilaiden omaisten tietoa ja ymmärrystä psykoosisairauksista ja niiden hoidosta sekä sairauden kanssa elämisestä. Opinnäytetyö toteutettiin toiminnallisena työnä yhteistyössä Helsingin kaupungin psykoosipalveluiden kanssa. Oppaan lähdemateriaalina käytettiin viimeaikaisia tieteellisiä artikkeleita sekä lääketieteen kirjallisuutta. Tiedonhaku oppaan lähdemateriaaliin tapahtui tietokannoista CINAHL, Medline ja Medic. Näiden lisäksi lähdemateriaalia täydennettiin manuaalisilla artikkelihauilla sekä psykiatrian kirjallisuudella. Oppaan aihesisältö perustui tietoon, jota psykoosiin sairastuneen omaiset lähdemateriaalin perusteella ja yhteistyökumppanin kokemuksen mukaan tarvitsevat. Oppaan kokoamisprosessin aikana yhteistyökumppani sekä ulkopuoliset lukijat antoivat palautetta oppaan sisällöstä ja rakenteesta. Opinnäytetyön tuotoksena syntyi 16-sivuinen opaslehtinen, otsikkona ”Omaisesi sairastui psykoosiin? Opas Sinulle, jonka omainen on sairastunut.” Oppaan sisältö koostuu viidestä aihealueesta, jotka ovat psykoosi lääketieteellisestä näkökulmasta, psykoosin hoito, sairauden kanssa eläminen, stigma, sekä omaiset mukana osastohoidossa. Oppaan loppuun on koottu sivustoja, joista omaiset voivat halutessaan lukea lisää tietoa tai saada vertaistukea. Yhteistyökumppanille opas luovutettiin tulostettavassa Word-tiedostomuodossa. Opasta voidaan hyödyntää omaisille annettavan psykoedukaation sekä omaisten ja sairaalan henkilökunnan välisen kommunikaation ja kehittämisessä. Oppaan avulla potilaiden omaiset saavat lisää tietoa sairausprosessista, ja samalla he saavat tietää omista mahdollisuuksistaan osallistua omaisensa hoitoon. Opasta suunnitellaan käytettäväksi Auroran sairaalan akuuteilla psykoosiosastoilla, ja yhteistyökumppani on vastuussa sen käyttöönottamisesta

Automorphisms of free planes

Imperial Users onl

The Use of Agricultural Waste to Remove Heavy Metals from Mine Water

The project evaluates the capacity of using low-cost agricultural waste materials to remove specific pollutant from wastewater

Vauvahavainnointi: Kuvaileva kirjallisuuskatsaus

Opinnäytetyömme aiheena oli vauvahavainnointi. Tarkoituksenamme oli kuvata opinnäytetyössämme vauvahavainnoinnin tarkoitusta, vauvahavainnoinnin tuottamia tuloksia sekä vauvahavainnointiin liittyviä kokemuksia. Opinnäytetyömme tavoitteena oli tuottaa tietoa kätilökoulutukselle vauvahavainnoinnista. Tutkimuskysymyksemme olivat: 1) Miksi vauvahavainnointimenetelmiä käytetään? 2) Mitä vauvahavainnoinnilla on saatu selville? 3) Millaisia kokemuksia ammattilaisilla, opiskelijoilla ja vanhemmilla on vauvahavainnoinnista? Opinnäytetyömme toteutettiin kuvailevana kirjallisuuskatsauksena. Aineistoa haettiin Cinahl-, Science Direct- ja ProQuest Central -tietokannoista systemaattista tiedonhakua soveltaen. Kirjallisuuskatsauksen aineisto koostui yhdeksästä englanninkielisestä tutkimusartikkelista, jotka oli julkaistu vuosina 2010–2020. Tutkimusartikkeleista neljä oli julkaistu Iso-Britanniassa, kaksi Yhdysvalloissa, yksi Tanskassa, yksi Uudessa-Seelannissa ja yksi Suomessa. Aineisto analysoitiin induktiivisella sisällönanalyysillä. Vauvahavainnoinnin tarkoituksena on tulostemme mukaan äidin ja vauvan välisen vuorovaikutuksen tutkiminen, ongelmien ja haasteiden tunnistaminen vuorovaikutussuhteessa, vauvan sisäisen maailman ymmärtäminen sekä havainnoijan henkilökohtaisten tietojen ja taitojen kehittäminen. Vauvahavainnoinnilla on saatu selville vuorovaikutussuhteeseen vaikuttavia tekijöitä sekä vauvahavainnointimenetelmien ja tulosten sovellettavuutta ammattilaisten ja perheiden käytössä. Tulosten mukaan vauvahavainnoinnilla voidaan tukea ja edistää vanhemman ja vauvan välistä vuorovaikutusta. Ammattilaisten ja opiskelijoiden kokemukset liittyivät riittämättömiin havainnointivalmiuksiin, puutteellisiin tietoihin ja taitoihin havaintojen arvioimisessa, havainnointiprosessin haastavuuteen sekä ammatilliseen kasvuun. Vanhemmat kokivat hyötyvänsä vauvahavainnoinnista, mutta kokivat myös epämiellyttäviä tunteita havainnointiprosessin aikana. Opinnäytetyömme tulosten perusteella vauvahavainnoinnilla voidaan tukea ja edistää vanhemman ja vauvan välistä vuorovaikutussuhdetta lisäämällä vanhempien ja ammattilaisten ymmärrystä vauvan varhaisesta psyykkisestä elämästä ja vuorovaikutussuhteeseen edistävästi tai heikentävästi vaikuttavista tekijöistä. Vauvahavainnointimenetelmät antavat työkaluja tunnistaa tuen tarvitsijat, erityisryhmät ja poikkeavuudet vuorovaikutuksessa. Vauvahavainnoinnin osaamisessa on puutteita ja koulutusta tulisi lisätä terveysalan ammattilaisten koulutukseen. Jatkossa tarvitaan tarkempaa vertailua eri menetelmien soveltuvuudesta hoitotyöhön sekä lisätutkimusta siitä, miten vanhempien kokemuksia vauvahavainnoinnista voitaisiin parantaa. Vauvahavainnointitaitojen sisällyttäminen kätilökoulutukseen voisi tuoda arvokasta osaamista valmistuville kätilöille.The topic of our thesis was infant observation. Our purpose in a literature review was to describe the purpose of infant observation, the results of infant observation and the experiences related to infant observation. The aim of our thesis was to produce information about infant observation to improve midwifery education. Our study questions were 1) Why is infant observation carried out? 2) What has the infant observation revealed? 3) What experiences do professionals, students, and parents have of infant observation? We carried out the thesis as a descriptive literature review and collected the data from the Cinahl, Science Direct, and ProQuest Central databases using systematic information retrieval. Our data consisted of nine research articles that had been published in 2010–2020. Four of the research articles had been published in the United Kingdom, two in the United States, one in Denmark, one in New Zealand, and one in Finland. We analysed the data using inductive content analysis. According to our results, the purpose of infant observation was to study the interaction between mother and baby, to identify problems and challenges in the interaction, to understand the baby’s inner world, and to develop the observer’s personal knowledge and skills. Infant observation revealed the factors influencing the interaction, the applicability of infant observation methods and results in the use of professionals and families, and that infant observation methods can strengthen and promote the interaction between the baby and the parent. The experiences of professionals and students were related to insufficient observation skills, incomplete knowledge and skills in evaluating observations, the challenge of the observation process, and professional growth. Parents felt that they benefit from infant observation, but also experienced unpleasant emotions during the observation process. In conclusion, infant observation can support and promote the parent-infant interaction by increasing parents’ and professionals’ understanding of the baby’s early mental health life and the factors that contribute to or weaken the interaction. Infant observation methods provide tools to identify parents and infants in special need of support, and abnormalities in interaction. There is lack of knowledge of infant observation among health care professionals. Therefore, infant observation should be part of health care professionals’ training. In the future, a more detailed comparison of the suitability of different methods for nursing work is needed, as well as further research on how parents’ experiences could be improved. Incorporating infant observation skills into midwifery training could bring valuable skills to graduating midwives

Conservation and sustainable use of medicinal plants in Ghana: conservation report

200