A Combined Satellite-Derived Drought Indicator to Support Humanitarian Aid Organizations

Governments, aid organizations and researchers are struggling with the complexity of detecting and monitoring drought events, which leads to weaknesses regarding the translation of early warnings into action. Embedded in an advanced decision-support framework for Doctors without Borders (Médecins sans Frontières), this study focuses on identifying the added-value of combining different satellite-derived datasets for drought monitoring and forecasting in Ethiopia. The core of the study is the improvement of an existing drought index via methodical adaptations and the integration of various satellite-derived datasets. The resulting Enhanced Combined Drought Index (ECDI) links four input datasets (rainfall, soil moisture, land surface temperature and vegetation status). The respective weight of each input dataset is calculated for every grid point at a spatial resolution of 0.25 degrees (roughly 28 kilometers). In the case of data gaps in one input dataset, the weights are automatically redistributed to other available variables. Ranking the years 1992 to 2014 according to the ECDI-based warning levels allows for the identification of all large-scale drought events in Ethiopia. Our results also indicate a good match between the ECDI-based drought warning levels and reported drought impacts for both the start and the end of the season

The state of the Martian climate

60°N was +2.0°C, relative to the 1981–2010 average value (Fig. 5.1). This marks a new high for the record. The average annual surface air temperature (SAT) anomaly for 2016 for land stations north of starting in 1900, and is a significant increase over the previous highest value of +1.2°C, which was observed in 2007, 2011, and 2015. Average global annual temperatures also showed record values in 2015 and 2016. Currently, the Arctic is warming at more than twice the rate of lower latitudes

Automated processing and visualization of vessel trees

Zsfassung in dt. SpracheDie automatisierte Verarbeitung und Visualisierung von vaskulären Strukturen ist ein gebräuchlicher Ablauf im Bereich der medizinischen Bildverarbeitung. Maximum Intensity Projection (MIP) und Curved Planar Reformation (CPR) sind gut etablierte und robuste Methoden für den klinischen Einsatz. Im Falle verkalkter Gefäßwände verhindern visuelle Verdeckungen das Erkunden des Inneren der Adern, bei der Anwendung von MIP. CPR hingegen erlaubt einen Schnitt entlang der Mittelachse und somit die Darstellung des Querschnitts. Als Erweiterung der Idee von CPR wird eine neuartige automatische Methode zur Visualisierung von Blutgefäßen vorgestellt. Diese funktioniert auch mit mehreren Mittelachsen von Adern, welche nicht notwendigerweise verbunden sein müssen, oder gar eine Baumstruktur vorweisen. Beliebig komplexe vaskuläre Strukturen werden im Volumen als Punktemengen dargestellt und weiters kann man optional, um die Tiefenwahrnehmung zu erhöhen, Okklusion-Halos hinzufügen. Nach der Durchführung einer Merkmalsextraktion im Scale-Raum, werden die Mittelachsen der Adern automatisch aus dem Datenvolumen extrahiert. Dem Benutzer wird die Möglichkeit gegeben das finale Bild zu justieren und die gewünschten Adern, mit Hilfe von visuellen Abfragen anhand der Mausbewegung, zu selektieren. Darüber hinaus wird eine Kombination mit der kürzlich veröffentlichten Visualisierungstechnik namens Maximum Intensity Difference Accumulation (MIDA) vorgestellt. Diese Technik hat die Vorteile des Direkten Volumen Renderings (DVR), nämlich Verdeckungs- und Tiefeninformationen, allerdings benötigt sie keine explizite Angabe einer Transferfunktion. In der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung der erwähnten Technik auf große Datensätze gezeigt, welche sowohl für die Feststellung von Embolien, speziell Lungenembolien, als auch für die Diagnose von peripheren Verschlusskrankheiten geeignet ist.Automated processing and visualization of vascular structures is a common task in medical imaging. Maximum Intensity Projection (MIP) and Curved Planar Reformation (CPR) are well established and robust methods for clinical use. In case of calcified vessel walls, occlusion prevents exploring the inside of the vessels when using MIP. CPR allows to cut a single vessel along its centerline and to visualize the lumen. Extending the idea of CPR, a novel automatic method for vessel visualization is proposed. It works with multiple vessel centerlines that do not necessarily need to be connected into a tree structure. Arbitrarily complex vascular structures are rendered in the volume as point sets and optionally, occlusion halos are created around them to enhance depth perception. Vessel centerlines are automatically extracted from a volumetric data-set after performing feature extraction in a scale-space. The user is provided with the ability to control the final image and he or she can visually select the desired centerlines with visual queries by stroking with the mouse. Furthermore, a combination with the recent Maximum Intensity Difference Accumulation (MIDA) visualization technique is presented, which has the advantages of Direct Volume Rendering (DVR) such as occlusion and depth cues, but does not require an explicit transfer function specification. It is demonstrated how the proposed technique can be applied to large data-sets, particularly to data featuring peripheral arterial occlusive diseases or in order to detect possible embolisms as presented on a pulmonary data-set.8

Architecture and Ideologie Housing Construction during the Austro-Fascism

Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in engl. SpracheKurzfassung Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Zusammenhang von politischer Ideologie und Architektur anhand der kommunalen Wohnbautätigkeit der Stadt Wien der Zwischenkriegszeit. Als nach den dramatischen Ereignissen des Februar 1934 in Wien die demokratische Regierung durch ein autoritäres bzw. faschistisches System ersetzt wurde, hatte dies schwerwiegende Auswirkungen auf die Sozialpolitik der Stadt. Im Sinne der austrofaschistischen Ideologie wurde der Wohnbau weitgehend in die Hand privater Bauherren übergeben. Die Regierung selbst unternahm nur mehr das Notwendigste zur Bekämpfung von Wohnungsmangel und Obdachlosigkeit. Da trotz der Bemühungen von Seiten der Stadt der private Wohnbau nicht imstande war ausreichend Wohnraum zu schaffen, musste die Gemeinde am Ende doch wieder selbst als Bauherr auftreten. Im Vergleich zum Wohnbauprogramm des Roten Wien war die Bautätigkeit des austrofaschistischen Wien sehr bescheiden. Da sich aber gerade im sozialen Wohnbau viele Aspekte eines politischen Programmes widerspiegeln eignet er sich besonders gut als Forschungsgegenstand. Ein Überblick über die politischen, sozialen, wirtschaftlichen und kulturellen Verhältnisse im "ständestaatlichen" Österreich bzw. Wien soll die Ideologie des Austrofaschismus veranschaulichen. Die Auseinandersetzung mit den architektonischen Tendenzen in anderen faschistischen Staaten und der Architektur des Roten Wien sowie eine detaillierte, vergleichende Betrachtung der ausgeführten Wohnbauten, unterstützen die Beurteilung und Bewertung der kommunalen Wohnbautätigkeit der Jahre 1934-1938.The following work deals with the connection of political ideology and architecture on the basis of municipal housing construction by the City of Vienna during the interwar period. Following the dramatic occurrences in February 1934, when a democratic government was substituted by a dictatorial regime, certain impacts on welfare policy happened. Housing construction was done almost exclusively by private investors in terms of the austro-fascist regime. The government put only little effort in reducing housing shortage and homelessness. Despite the efforts by the City of Vienna to force new housing by private investors, the municipal housing program began constructing again in the end. The building activity of the austro-fascist regime was quite humble, compared to housing realized during the period of "Red Vienna" (Rotes Wien). Due to the fact that many aspects of the political program are reflected in social housing, which happened in this period, it is eligible as an object of research. A survey concerning the political, social, economic and cultural conditions in Austria and Vienna respectively is an approach to demonstrate the austro-fascistic ideology. Architectural tendencies in different fascist states and during the period of "Red Vienna" as well as a detailed examination on housing built in this time are discussed to evaluate and review housing constructed in 1934-1938. A bstract12

Metadata management of higher level remote sensing products

Zsfassung in dt. SpracheFernerkundungsprodukte die aus Radar Satellitendaten abgeleitet werden dienen zur globalen Überwachung der Hydrosphäre. Je nach verwendetem Messinstrument, wie zum Beispiel Synthetic Aperture Radar (SAR) oder Scatterometer (SCAT) zeigen die aufgezeichneten Daten unterschiedliche Eigenschaften, was eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten ermöglicht. Mit dem Start neuer Satelliten (z.B.Sentinel 1, vorgesehener Start um 2013), die neue und besser entwickelte Messinstrumente an Board tragen, solle der Umfang an Anwendungsmöglichkeiten weiter vergrößert werden. Dies kann aber auch bedeuten, dass bestehende Algorithmen zur Prozessierung der neuen Daten an deren Charakteristiken angepasst, oder sogar neue Algorithmen entwickelt werden müssen. Demzufolge ist das Zusammenspiel von Datenbeschaffung und Datenverarbeitung ein stetiger dynamischer Prozess.Im Laufe der Prozessierung von Produkten niedrigeren Levels (Level 1, Rohdaten) bis hin zu Produkten höheren Levels (Level 2, Level 3; georeferenzierte geophysikalische Variablen) können verschiedene Software-Pakete und Hilfsdaten zum Einsatz kommen. Informationen über die Eigenschaften der Produkte (von der Gewinnung bis zur Prozessierung), so genannte Metadaten, dienen als wichtige Informationsquelle sowohl für die Erzeuger selbst als auch für die Drittanwender. Die Internationale Organisation für Normung (ISO) stellt Standards zur Beschreibung von geographischen Metadaten zur Verfügung.In der Europäischen Union (EU) ist die Richtlinie zur Schaffung einer Geodateninfrastruktur in der Europäischen Gemeinschaft, genannt INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in the European Community), ein wichtiger Leitfaden für die Beschreibung von Geodaten.Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, Methoden für die Verwaltung von Fernerkundungsprodukten und den anfallenden Metadaten zu untersuchen und diese Informationen für Drittanwender, unter Berücksichtigung der erwähnten Standards, bereitzustellen. Die Herangehensweise ist basierend auf der Implementierung von Standard-konformen XML-Dateien, und der Entwurf einer relationalen Datenbank die zur Speicherung und Verwaltung der Metadaten dient.Remote sensing products derived from radar satellite data are developed for global monitoring of the hydrosphere. Depending on the instrument, for example Synthetic Aperture Radar (SAR) or Scatterometer (SCAT), the recorded data shows diverse characteristics which enables a great number of applications. With the launch of new satellites with advanced instruments (e.g. Sentinel 1, foreseen launch date around 2013), this range of applications is expected to be extended. Further, existing processing algorithms may have to be adapted or even new algorithms may have to be developed to process the new data. Hence, the interplay of data retrieval and data processing is a steady dynamic process. During the processing from low level- (level 1, raw data) to high level products (level 2, level 3; geophysical products regularly sampled in space and time), various software packages and auxiliary data may be used.Information about the products characteristics (from acquisition to processing), called metadata, serves as an important source of information for both developers and third-party users. The International Organization for Standardization (ISO) provides metadata standards for describing geographic information. Within the European Union (EU), another important guideline for describing spatial data is the directive for the creation of a geodata-infrastructure in the European Community, called INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe).The objective of this master thesis is to investigate methods for managing remote sensing products and the corresponding metadata, and to provide this information for third party users, taking into account the mentioned standards for geographic metadata. The approach is based upon implementing standard compliant XML files, and the design of a relational database for the purpose of metadata storage and management.8

Time-discrete mathematical models in population genetics

Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersIn dieser Arbeit werden zeitdiskrete mathematische Modelle, welche in der Populationsgenetik Andwendung finden, behandelt.Ausgehend von den Mendel'schen Regeln wird mihilfe der Theorie der Markov-Ketten versucht, die Fortpflanzung eines bestimmten Genpools zu modellieren. Dies führt zu dem relativ bekannten Wright-Fisher-Modell, welches durch verschiedene Modifikationen verallgemeinert wird, um auch speziellere Populationsstrukturen abbilden zu können. Als zweites Modell wird das Moran-Modell diskutiert, welches im Gegensatz zum Wright-Fisher-Modell einen anderen Zugang wählt. Auch hier wird versucht Verallgemeinerungen zu finden.Abschließend werden noch drei Arten der effektiven Populationsgröße besprochen. Diese dienen einer realitätsnäheren Modellierung von Populationen, ohne die Modelleigenschaften an sich zu ändern.5