A Primer for Monitoring Water Funds

This document is intended to assist people working on Water Funds to understand their information needs and become familiar with the strengths and weaknesses of various monitoring approaches. This primer is not intended to make people monitoring experts, but rather to help them become familiar with and conversant in the major issues so they can communicate effectively with experts to design a scientifically defensible monitoring program.The document highlights the critical information needs common to Water Fund projects and summarizes issues and steps to address in developing a Water Fund monitoring program. It explains key concepts and challenges; suggests monitoring parameters and an array of sampling designs to consider as a starting-point; and provides suggestions for further reading, links to helpful resources,and an annotated bibliography of studies on the impacts that result from activities commonly implemented in Water Fund projects

The Bus Goes Wireless: Routing-Free Data Collection with QoS Guarantees in Sensor Networks

Abstract—We present the low-power wireless bus (LWB), a new communication paradigm for QoS-aware data collection in lowpower sensor networks. The LWB maps all communication onto network floods by using Glossy, an efficient flooding architecture for wireless sensor networks. Therefore, unlike current solutions, the LWB requires no information of the network topology, and inherently supports networks with mobile nodes and multiple data sinks. A LWB prototype implemented in Contiki guarantees bounded end-to-end communication delay and duplicate-free, inorder packet delivery—key QoS requirements in many control and mission-critical applications. Experiments on two testbeds demonstrate that the LWB prototype outperforms state-of-theart data collection and link layer protocols, in terms of reliability and energy efficiency. For instance, we measure an average radio duty cycle of 1.69 % and an overall data yield of 99.97 % in a typical data collection scenario with 85 sensor nodes on Twist. I

Evaluating the relative effectiveness of utilitarian and existence value appeals for promoting ecocentric concern and pro-environmental behavior

Pro-environmental behavior has been linked in many studies to attachment to the natural world, often conceptualized as ecocentrism. The current study sought to explore whether environmental PSAs employing an existence value--as opposed to a utilitarian (usually cost-based)--frame might contribute to a more ecocentric mindset. Secondary goals of the study were to determine whether existence value frames might positively influence intention toward conducting pro-environmental behaviors, as well as whether those who are more egoistically oriented might be more receptive to utilitarian messages. The experimental approach presented participants with a randomly selected pro-environmental PSA representing either an existence value or utilitarian frame. Results from the main study indicate that a utilitarian frame can have a negative impact on both ecocentrism and pro-environmental behavioral intention, and that high-egoism participants were not more persuaded by utilitarian approaches

Machine learning algorithms for efficient process optimisation of variable geometries at the example of fabric forming

Für einen optimalen Betrieb erfordern moderne Produktionssysteme eine sorgfältige Einstellung der eingesetzten Fertigungsprozesse. Physikbasierte Simulationen können die Prozessoptimierung wirksam unterstützen, jedoch sind deren Rechenzeiten oft eine erhebliche Hürde. Eine Möglichkeit, Rechenzeit einzusparen sind surrogate-gestützte Optimierungsverfahren (SBO1). Surrogates sind recheneffiziente, datengetriebene Ersatzmodelle, die den Optimierer im Suchraum leiten. Sie verbessern in der Regel die Konvergenz, erweisen sich aber bei veränderlichen Optimierungsaufgaben, etwa häufigen Bauteilanpassungen nach Kundenwunsch, als unhandlich. Um auch solche variablen Optimierungsaufgaben effizient zu lösen, untersucht die vorliegende Arbeit, wie jüngste Fortschritte im Maschinenlernen (ML) – im Speziellen bei neuronalen Netzen – bestehende SBO-Techniken ergänzen können. Dabei werden drei Hauptaspekte betrachtet: erstens, ihr Potential als klassisches Surrogate für SBO, zweitens, ihre Eignung zur effiziente Bewertung der Herstellbarkeit neuer Bauteilentwürfe und drittens, ihre Möglichkeiten zur effizienten Prozessoptimierung für variable Bauteilgeometrien. Diese Fragestellungen sind grundsätzlich technologieübergreifend anwendbar und werden in dieser Arbeit am Beispiel der Textilumformung untersucht. Der erste Teil dieser Arbeit (Kapitel 3) diskutiert die Eignung tiefer neuronaler Netze als Surrogates für SBO. Hierzu werden verschiedene Netzarchitekturen untersucht und mehrere Möglichkeiten verglichen, sie in ein SBO-Framework einzubinden. Die Ergebnisse weisen ihre Eignung für SBO nach: Für eine feste Beispielgeometrie minimieren alle Varianten erfolgreich und schneller als ein Referenzalgorithmus (genetischer Algorithmus) die Zielfunktion. Um die Herstellbarkeit variabler Bauteilgeometrien zu bewerten, untersucht Kapitel 4 anschließend, wie Geometrieinformationen in ein Prozess-Surrogate eingebracht werden können. Hierzu werden zwei ML-Ansätze verglichen, ein merkmals- und ein rasterbasierter Ansatz. Der merkmalsbasierte Ansatz scannt ein Bauteil nach einzelnen, prozessrelevanten Geometriemerkmalen, der rasterbasierte Ansatz hingegen interpretiert die Geometrie als Ganzes. Beide Ansätze können das Prozessverhalten grundsätzlich erlernen, allerdings erweist sich der rasterbasierte Ansatz als einfacher übertragbar auf neue Geometrievarianten. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass hauptsächlich die Vielfalt und weniger die Menge der Trainingsdaten diese Übertragbarkeit bestimmt. Abschließend verbindet Kapitel 5 die Surrogate-Techniken für flexible Geometrien mit variablen Prozessparametern, um eine effiziente Prozessoptimierung für variable Bauteile zu erreichen. Hierzu interagiert ein ML-Algorithmus in einer Simulationsumgebung mit generischen Geometriebeispielen und lernt, welche Geometrie, welche Umformparameter erfordert. Nach dem Training ist der Algorithmus in der Lage, auch für nicht-generische Bauteilgeometrien brauchbare Empfehlungen auszugeben. Weiter zeigt sich, dass die Empfehlungen mit ähnlicher Geschwindigkeit wie die klassische SBO zum tatsächlichen Prozessoptimum konvergieren, jedoch kein bauteilspezifisches A-priori-Sampling nötig ist. Einmal trainiert, ist der entwickelte Ansatz damit effizienter. Insgesamt zeigt diese Arbeit, wie ML-Techniken gegenwärtige SBOMethoden erweitern und so die Prozess- und Produktoptimierung zu frühen Entwicklungszeitpunkten effizient unterstützen können. Die Ergebnisse der Untersuchungen münden in Folgefragen zur Weiterentwicklung der Methoden, etwa die Integration physikalischer Bilanzgleichungen, um die Modellprognosen physikalisch konsistenter zu machen

The Influence of Thermal Protection on Winter Den Selection by Porcupines, Erethizon dorsatum, in Second-Growth Conifer Forests

I investigated den type selection by Porcupines (Erethizon dorsatum), in relation to the thermal cover provided by the den type, over a period of four winters. Porcupines used log dens, stump dens and rock dens in proportion to the thermal cover provided by each den type. Based on behavioural observations of Porcupines, I assumed that the lower critical temperature for porcupines in my study area was -4°C. Both stump and rock dens provided adequate thermal protection, under most ambient conditions, to allow Porcupines to maintain their body temperature, without increasing basal metabolic rate. In most cases rock and stump dens maintained den temperatures above -4°C until ambient temperatures reached -12°C or lower. In contrast log dens provided poor thermal protection, even in years of thick snowcover. When ambient temperatures dropped below -4°C, den temperatures within log dens were also recorded below -4°C. Log dens were used least often by Porcupines, whereas stump and rock dens were used most often. Despite the large number of potential dens available to Porcupines within the study area, den use was generally limited to three dens per porcupine per winter. The limited use of dens by an individual porcupine during winter may be related to the energetic cost of finding a new den or it may be related to specific selection criteria used by Porcupines