Investigating the potential for detecting Oak Decline using Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Remote Sensing

This PhD project develops methods for the assessment of forest condition utilising modern remote sensing technologies, in particular optical imagery from unmanned aerial systems and with Structure from Motion photogrammetry. The research focuses on health threats to the UK’s native oak trees, specifically, Chronic Oak Decline (COD) and Acute Oak Decline (AOD). The data requirements and methods to identify these complex diseases are investigatedusing RGB and multispectral imagery with very high spatial resolution, as well as crown textural information. These image data are produced photogrammetrically from multitemporal unmanned aerial vehicle (UAV) flights, collected during different seasons to assess the influence of phenology on the ability to detect oak decline. Particular attention is given to the identification of declined oak health within the context of semi-natural forests and heterogenous stands. Semi-natural forest environments pose challenges regarding naturally occurring variability. The studies investigate the potential and practical implications of UAV remote sensing approaches for detection of oak decline under these conditions. COD is studied at Speculation Cannop, a section in the Forest of Dean, dominated by 200-year-old oaks, where decline symptoms have been present for the last decade. Monks Wood, a semi-natural woodland in Cambridgeshire, is the study site for AOD, where trees exhibit active decline symptoms. Field surveys at these sites are designed and carried out to produce highly-accurate differential GNSS positional information of symptomatic and control oak trees. This allows the UAV data to be related to COD or AOD symptoms and the validation of model predictions. Random Forest modelling is used to determine the explanatory value of remote sensing-derived metrics to distinguish trees affected by COD or AOD from control trees. Spectral and textural variables are extracted from the remote sensing data using an object-based approach, adopting circular plots around crown centres at individual tree level. Furthermore, acquired UAV imagery is applied to generate a species distribution map, improving on the number of detectable species and spatial resolution from a previous classification using multispectral data from a piloted aircraft. In the production of the map, parameters relevant for classification accuracy, and identification of oak in particular, are assessed. The effect of plot size, sample size and data combinations are studied. With optimised parameters for species classification, the updated species map is subsequently employed to perform a wall-to-wall prediction of individual oak tree condition, evaluating the potential of a full inventory detection of declined health. UAV-acquired data showed potential for discrimination of control trees and declined trees, in the case of COD and AOD. The greatest potential for detecting declined oak condition was demonstrated with narrowband multispectral imagery. Broadband RGB imagery was determined to be unsuitable for a robust distinction between declined and control trees. The greatest explanatory power was found in remotely-sensed spectra related to photosynthetic activity, indicated by the high feature importance of nearinfrared spectra and the vegetation indices NDRE and NDVI. High feature importance was also produced by texture metrics, that describe structural variations within the crown. The findings indicate that the remotely sensed explanatory variables hold significant information regarding changes in leaf chemistry and crown morphology that relate to chlorosis, defoliation and dieback occurring in the course of the decline. In the case of COD, a distinction of symptomatic from control trees was achieved with 75 % accuracy. Models developed for AOD detection yielded AUC scores up to 0.98,when validated on independent sample data. Classification of oak presence was achieved with a User’s accuracy of 97 % and the produced species map generated 95 % overall accuracy across the eight species within the study area in the north-east of Monks Wood. Despite these encouraging results, it was shown that the generalisation of models is unfeasible at this stage and many challenges remain. A wall-to-wall prediction of decline status confirmed the inability to generalise, yielding unrealistic results, with a high number of declined trees predicted. Identified weaknesses of the developed models indicate complexity related to the natural variability of heterogenous forests combined with the diverse symptoms of oak decline. Specific to the presented studies, additional limitations were attributed to limited ground truth, consequent overfitting,the binary classification of oak health status and uncertainty in UAV-acquired reflectance values. Suggestions for future work are given and involve the extension of field sampling with a non-binary dependent variable to reflect the severity of oak decline induced stress. Further technical research on the quality and reliability of UAV remote sensing data is also required

Abschätzung der Entwicklung der Netznutzungsentgelte in Deutschland

Zur Umsetzung der Energiewende ist in den kommenden Jahren ein substantieller Netzausbau notwendig, der jedoch regional unterschiedlich stark ausfallen wird. Nach gegenwärtiger Gesetzeslage werden die folglich sehr unterschiedlich hohen Netzkosten von den Endkunden des jeweiligen Netzgebietes über die Netznutzungsentgelte getragen. Mittels eines detaillierten Modells der Kostenbestandteile der Netzkosten in den einzelnen Regionen wurden unter Berücksichtigung des erwarteten Netzausbaus sowie der demographischen Entwicklung die Netznutzungsentgelte, geschlüsselt nach den Kundengruppen Haushalt und Gewerbe sowie Industrie bis zum Jahr 2023 prognostiziert. Die anschließende Analyse eines bundesweiten Wälzens von Übertragungs- und Verteilungsnetzbestandteilen der Entgelte kommt zu dem Ergebnis, dass in Zukunft neben den ostdeutschen Flächenländern auch die Küstenländer Schleswig-Holstein und Niedersachsen sowie Teile Bayerns von einem bundeseinheitlichen Entgelt profitieren würden. Dabei stellt sich eine asymmetrische Verteilung von Be- und Entlastungen dar. Den zum Teil erheblichen jährlichen Entlastungen von bis zu 130 EUR pro 3-Personenhaushalt stehen in den süd- und westdeutschen Flächenländern vergleichsweise geringe Mehrbelastungen von maximal 30 EUR gegenüber. Gleichzeitig zeigt die Analyse, dass ein alleiniges Wälzen der Übertragungsnetzkosten zum heutigen Stand für Industriekunden in Ostdeutschland zwar merkliche Entlastungen mit sich bringen würde, diese aber zukünftig abnehmen und im Haushaltskundenbereich sehr gering ausfallen. Insgesamt lässt sich aus den Ergebnissen der Analyse schlussfolgern, dass die regionale Ungleichverteilung der Netzkosten tendenziell zunimmt und es Regionen in Deutschland gibt, in denen hohe Netzausbaukosten, eine negative demographische Entwicklung und eine geringe Kaufkraft zusammentreffen und so Privathaushalte sowie Industriebetriebe stark belasten.:1 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 2 Gegenstand und Ziel der Analyse 3 Rahmenbedingungen der Bestimmung der Netznutzungsentgelte 4 Kostenmodell des Übertragungsnetzes 5 Kostenmodell der Verteilungsnetze 6 Auswirkungen des demographischen Wandels auf Stromverbrauch und Netzentgelte 7 Abschätzung der Netznutzungsentgelte und ihrer Zusammensetzung 8 Skizze eines Netzkostenstrukturausgleichs 9 Quellen 10 Anhan

Effect of peri-implant mucosal thickness on esthetic outcomes and the efficacy of soft tissue augmentation procedures: Consensus report of group 2 of the SEPA/DGI/OF workshop

OBJECTIVES: The aim of this study was to comprehensively assess the literature in terms of the effect of peri‐implant mucosal thickness on esthetic outcomes and the efficacy of soft tissue augmentation procedures to increase the mucosal thickness with autogenous grafts or soft tissue substitutes. MATERIAL AND METHODS: Two systematic reviews (SR) were performed prior to the consensus meeting to assess the following questions. Review 1, focused question: In systemically healthy patients with an implant‐supported fixed prosthesis, what is the influence of thin as compared to thick peri‐implant mucosa on esthetic outcomes? Review 2, focused question 1: In systemically healthy humans with at least one dental implant (immediate or staged implant), what is the efficacy of connective tissue graft (CTG), as compared to absence of a soft tissue grafting procedure, in terms of gain in peri‐implant soft tissue thickness (STT) reported by randomized controlled clinical trials (RCTs) or controlled clinical trials (CCTs)? Review 2, focused question 2: In systemically healthy humans with at least one dental implant (immediate or staged implant), what is the efficacy of CTG, as compared to soft tissue substitutes, in terms of gain in peri‐implant STT reported by RCTs or CCTs? The outcomes of the two SRs, the consensus statements, the clinical implications, and the research recommendations were discussed and subsequently approved at the consensus meeting during the group and plenary sessions. CONCLUSIONS: There was a tendency of superior esthetic outcomes in the presence of a thick mucosa. The connective tissue graft remains the standard of care in terms of increasing mucosa thickness

Effect of peri-implant mucosal thickness on esthetic outcomes and the efficacy of soft tissue augmentation procedures: Consensus report of group 2 of the SEPA/DGI/OF workshop

OBJECTIVES The aim of this study was to comprehensively assess the literature in terms of the effect of peri-implant mucosal thickness on esthetic outcomes and the efficacy of soft tissue augmentation procedures to increase the mucosal thickness with autogenous grafts or soft tissue substitutes. MATERIAL AND METHODS Two systematic reviews (SR) were performed prior to the consensus meeting to assess the following questions. Review 1, focused question: In systemically healthy patients with an implant-supported fixed prosthesis, what is the influence of thin as compared to thick peri-implant mucosa on esthetic outcomes? Review 2, focused question 1: In systemically healthy humans with at least one dental implant (immediate or staged implant), what is the efficacy of connective tissue graft (CTG), as compared to absence of a soft tissue grafting procedure, in terms of gain in peri-implant soft tissue thickness (STT) reported by randomized controlled clinical trials (RCTs) or controlled clinical trials (CCTs)? Review 2, focused question 2: In systemically healthy humans with at least one dental implant (immediate or staged implant), what is the efficacy of CTG, as compared to soft tissue substitutes, in terms of gain in peri-implant STT reported by RCTs or CCTs? The outcomes of the two SRs, the consensus statements, the clinical implications, and the research recommendations were discussed and subsequently approved at the consensus meeting during the group and plenary sessions. CONCLUSIONS There was a tendency of superior esthetic outcomes in the presence of a thick mucosa. The connective tissue graft remains the standard of care in terms of increasing mucosa thickness

Abschätzung der Entwicklung der Netznutzungsentgelte in Deutschland

Zur Umsetzung der Energiewende ist in den kommenden Jahren ein substantieller Netzausbau notwendig, der jedoch regional unterschiedlich stark ausfallen wird. Nach gegenwärtiger Gesetzeslage werden die folglich sehr unterschiedlich hohen Netzkosten von den Endkunden des jeweiligen Netzgebietes über die Netznutzungsentgelte getragen. Mittels eines detaillierten Modells der Kostenbestandteile der Netzkosten in den einzelnen Regionen wurden unter Berücksichtigung des erwarteten Netzausbaus sowie der demographischen Entwicklung die Netznutzungsentgelte, geschlüsselt nach den Kundengruppen Haushalt und Gewerbe sowie Industrie bis zum Jahr 2023 prognostiziert. Die anschließende Analyse eines bundesweiten Wälzens von Übertragungs- und Verteilungsnetzbestandteilen der Entgelte kommt zu dem Ergebnis, dass in Zukunft neben den ostdeutschen Flächenländern auch die Küstenländer Schleswig-Holstein und Niedersachsen sowie Teile Bayerns von einem bundeseinheitlichen Entgelt profitieren würden. Dabei stellt sich eine asymmetrische Verteilung von Be- und Entlastungen dar. Den zum Teil erheblichen jährlichen Entlastungen von bis zu 130 EUR pro 3-Personenhaushalt stehen in den süd- und westdeutschen Flächenländern vergleichsweise geringe Mehrbelastungen von maximal 30 EUR gegenüber. Gleichzeitig zeigt die Analyse, dass ein alleiniges Wälzen der Übertragungsnetzkosten zum heutigen Stand für Industriekunden in Ostdeutschland zwar merkliche Entlastungen mit sich bringen würde, diese aber zukünftig abnehmen und im Haushaltskundenbereich sehr gering ausfallen. Insgesamt lässt sich aus den Ergebnissen der Analyse schlussfolgern, dass die regionale Ungleichverteilung der Netzkosten tendenziell zunimmt und es Regionen in Deutschland gibt, in denen hohe Netzausbaukosten, eine negative demographische Entwicklung und eine geringe Kaufkraft zusammentreffen und so Privathaushalte sowie Industriebetriebe stark belasten.:1 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 2 Gegenstand und Ziel der Analyse 3 Rahmenbedingungen der Bestimmung der Netznutzungsentgelte 4 Kostenmodell des Übertragungsnetzes 5 Kostenmodell der Verteilungsnetze 6 Auswirkungen des demographischen Wandels auf Stromverbrauch und Netzentgelte 7 Abschätzung der Netznutzungsentgelte und ihrer Zusammensetzung 8 Skizze eines Netzkostenstrukturausgleichs 9 Quellen 10 Anhan