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Der überwiegende Teil der in Deutschland erhaltenen Niedermoore weist einen veränderten Wasserhaushalt, ein mooruntypisches Arteninventar und einen stark degradierten Torfkörper auf. Revitalisierungsmaßnahmen werden umgesetzt, um den Zustand dieser überprägten Moorökosysteme zu verbessern. Allerdings existiert bisher kein Erfolgskontrollkonzept, welches gezielt für die Bewertung der Revitalisierungsmaßnahmen in stark degradierten Niedermoorökosystemen Anwendung finden kann. Am Beispiel des stark degradierten und hydrologisch vielfältig überprägten Bergen-Weißacker Moores (Südbrandenburg) wird in einem Zeitraum von zwei Jahren eine Erfolgskontrolle umgesetzt, um eine Wiedervernässungsmaßnahme zu bewerten. Die Basis der Erfolgskontrolle bildet ein Set aus biotischen und abiotischen Parametern. Um ein grundlegendes Ökosystemverständnis aufzubauen, reicht die Parameteraufnahme über den Maßnahmenbereich hinaus. Für die Einordnung der Aufnahmeergebnisse wird eine Bewertungsbasis aufgebaut. Die Erfolgskontrolle zeigt, dass auch nach der Wiedervernässung im Maßnahmenbereich des Bergen-Weißacker Moores keine flurnahen Wasserstände vorliegen. Basierend auf den Erkenntnissen werden Grenzen und Potenziale sowie Vorschläge zur Modifizierung des Konzeptes abgeleitet. Weiterhin werden Überlegungen zur Konzeptübertragbarkeit getroffen. Dabei wird herausgestellt, dass Grundvoraussetzungen vorliegen müssen, um das Konzept mit wenigen Adaptationen in anderen stark degradierten minerotrophen Mooren einsetzen zu können. Aus den Monitoringresultaten werden Handlungsempfehlungen abgeleitet, um prospektiv den Zustand des Bergen-Weißacker Moores zu verbessern. Basierend auf den im Rahmen der vorliegenden Arbeit gewonnenen Erkenntnissen werden Grundsätze für Erfolgskontrollen in stark degradierten Niedermoorökosystemen formuliert. Dazu zählen beispielsweise der Einbezug moorinterner Vergleichsflächen, die Erfassung von Randeffekten und die langfristige Fortführung des Monitorings.

Böden sind die Lebensgrundlage des Menschen und anderer Organismen. Ungeachtet dessen findet weltweit eine Zerstörung dieser nicht erneuerbaren Ressource statt, wodurch der Mensch diese Lebensgrundlage immer weiter degradiert. Das Konzept der Ecosystem Services (Ökosystemleistungen) soll dazu beitragen, die weltweite Zerstörung von Ökosystemen einzudämmen, indem die Leistungen der Natur sowie deren Verlust erfasst, bewertet und damit auch für Entscheidungsträger/innen sichtbar werden. Das Umweltmedium Boden, in dem sich unterschiedliche Sphären des Ökosystems überschneiden und vielfältige Wechselwirkungen und Prozesse stattfinden, bietet essenzielle Beiträge zu vielen Ökosystemleistungen. In vielen Studien werden diese Beiträge jedoch nur unzureichend betrachtet, sodass die vielfältigen Leistungen der Böden im Verborgenen bleiben. In der vorliegenden Arbeit wird beispielhaft für den Nationalpark Asinara (Sardinien) aufgezeigt, wie die Beiträge der Böden zu Ökosystemleistungen erfasst, bewertet und damit in ihrer Bedeutung sichtbar gemacht werden können. Hierzu wird ein übertragbares, auf feldbodenkundlichen Aufnahmen und physikochemischen Laboruntersuchungen aufbauendes Bewertungsschema für bereitstellende, regulierende und kulturelle Boden-Ökosystemleistungen entworfen. Eine Monetarisierung der Leistungen wird nicht angestrebt. Mit bodengeographischen Modellen und Methoden der digitalen Bodenkartierung wird ein Bodeninformationssystem aufgebaut, auf dessen Grundlage das Bewertungsschema für das Untersuchungsgebiet umgesetzt wird. In der faktorenbasierten Vorgehensweise wird die deutlich reliefabhängige Bodenverbreitung durch eine hochauflösende digitale Reliefanalyse abgebildet. Vegetationsökologische Ergebnisse werden einbezogen, um mit Fernerkundungsmethoden eine digitale Landbedeckungskartierung umzusetzen. Zudem wird eine Analyse der historischen Landnutzung vorgenommen, um die im Gelände erfasste anthropogene Veränderung der Böden flächenhaft abzubilden und kulturelle Boden-Ökosystemleistungen zu visualisieren. Es erfolgt eine Betrachtung der raumzeitlichen Veränderungen der Inanspruchnahme von Boden-Ökosystemleistungen auf der mediterranen Nationalparkinsel. Mit den Bodeninformationen wird ein hochauflösender Beitrag zum Management des Schutzgebietes bereitgestellt, welcher zur Planung von Management- und Renaturierungsmaßnahmen sowie zur Durchführung von Habitatanalysen herangezogen werden kann. Zur Förderung des Transfers von Boden-Ökosystemleistungen in Planungs- und Entscheidungsprozesse und zur Sicherung einer nicht-anthropozentrischen Perspektive wird ein Huckepackverfahren vorgeschlagen, in welchem eine Bodenfunktionsbewertung die Grundlage für die Ausweisung von Boden-Ökosystemleistungen bildet. Mit einem breiten interdisziplinären Ansatz dokumentiert das Fallbeispiel für die mediterrane Landschaft ausgehend von Primärdatenerhebungen erstmals den vollständigen Erarbeitungsprozess einer hochauflösenden Bewertung aller Kategorien von Boden-Ökosystemleistungen im regionalen Maßstab. Die Ergebnisse verdeutlichen das erhebliche Potenzial der digitalen Kartierungsverfahren, unterstreichen aber auch die Notwendigkeit eines Mindestmaßes an Geländeuntersuchungen, insbesondere zur Erfassung der kulturellen Leistungen von Böden.

Die vorliegende Dissertation möchte einen intuitiven Zugang zum Verständnis der allgemeinen Relativitätstheorie bieten. Dazu wird die gekrümmte Raumzeit eines rotierenden schwarzen Loches visualisiert, deren Geometrie durch die Kerr-Metrik beschrieben wird. Die Kerr-Raumzeit stellt eine rotationssymmetrische Vakuumlösung der Einsteinschen Feldgleichungen dar. In dieser Arbeit liegt ein besonderer Fokus auf dem Innenraum des schwarzen Loches, wie er durch die maximale analytische Erweiterung der Kerr-Raumzeit beschrieben wird. In den im Rahmen dieser Arbeit erstellten Videos wird die visuelle Wahrnehmung eines im Gravitationsfeld eines schwarzen Loches (in den meisten Fällen) frei fallenden Beobachters auf verschiedenen Bahnen um oder durch ein rotierendes schwarzes Loch wiedergegeben. Die Videos geben hierbei einen Überblick über alle möglichen Flugbahnen. Die Erstellung der Einzelbilder der Videos erfolgte mit Hilfe von Ray-Tracing. Bei diesem Verfahren werden die Bahnen der beim Beobachter eintreffenden Lichtstrahlen zurück bis zum Objekt berechnet. Die für die Berechnung der Videos notwendigen mathematischen Konzepte der zugrundeliegenden Theorie werden im ersten Teil der Arbeit ausführlich diskutiert und erläutert. Im zweiten Teil werden die Ergebnisse der Berechnungen in Form von Bildern und Videos präsentiert und ausführlich beschrieben.

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit untersucht Vorstellungen und Kompetenzen von Grund-, Haupt- und Realschul- (GHR-) Studierenden des Faches Mathematik zum geometrischen Symmetrie- und Abbildungsbegriff. Zu Beginn der Arbeit werden zentrale Begrifflichkeiten (Professionswissen, Kompetenzbegriff, Symmetrie- und Abbildungsbegriff, Vorstellungen) geklärt und der aktuelle Forschungsstand zum Themengebiet aufgezeigt. Diese Darstellungen dienen als Grundlage, um darauf aufbauend Vorstellungen zum geometrischen Symmetriebegriff herauszuarbeiten. Unter Vorstellungen zu einem Begriff werden in der Arbeit Deutungsmöglichkeiten verstanden. Im Gegensatz zu anderen mathematischen Bereichen, wie der Arithmetik und Analysis, finden sich in der Geometrie hierzu kaum Forschungsarbeiten. Zur Identifikation von Vorstellungen wurde ein qualitatives Vorgehen, vor allem in Form einer Literaturanalyse, gewählt. Dabei wurden folgende Vorstellungen herausgearbeitet: * Symmetrie als Regelmäßigkeit * Symmetrie als mathematische Bewegung * Symmetrie als physikalische Bewegung * Symmetrie als Zerlegung Basierend auf den identifizierten Vorstellungen schließt sich eine quantitativ- als auch qualitativ-empirische Untersuchung an, bei der unter Verwendung eines hierfür entwickelten, theoriebasierten Fragebogens zum einen genutzte Vorstellungen beim Umgang mit geometrischen Symmetrien und zum anderen Kompetenzen bezüglich des geometrischen Symmetrie- und Abbildungsbegriffs von GHR-Studierenden Untersuchungsinteresse sind. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung, einer Reflexion der vorgenommenen Untersuchungen und einem Ausblick mit offenen Forschungsfragen zum Themengebiet. Außerdem werden, ausgehend von den Untersuchungsergebnissen, didaktische Konsequenzen für den Mathematikunterricht sowie die universitäre Ausbildung von angehenden GHR-Lehrpersonen des Faches Mathematik aufgezeigt und diskutiert.

The study of vegetation-plot data on a broad geographical scale is of increasing importance in vegetation science. It significantly contributes to the transnational characterisation of vegetation types as well as the better understanding of their large-scale patterns and to habitat typologies, which are important for decision-making processes in European nature conservation. I examined semi-natural, saline and brackish Baltic Sea grasslands which occur on sedimentary flats at the transition between land and sea. Their diverse vegetation is dependent on low intensity grazing (Dijkema 1990). This valuable part of the European cultural landscape (Küster 2004), which is recognized as Annex I priority habitat type (Natura 2000; European Commission 2013), underwent an overall decrease in quality and quantity within the last 150 years, which is frequently related to abandonment. Thus, the coastal grasslands of the Baltic Sea have been assessed as Endangered in the European Red List of Habitats (Janssen et al. 2016). Within this thesis I (i) developed a proposal to integrate vegetation data using non-standard scales into general vegetation analyses, (ii) characterised the vegetation of Baltic Sea grasslands on transnational level, (iii) regarded them from a North-west European perspective, (iv) discussed their nature conservation aspects on European scale, (v) investigated changes in their plant species composition and discussed its possible relation to cessation of grazing and (vi) formulated a monitoring concept important for management planning in nature conservation.

This thesis focuses on cosmic rays and Nature of Science (NOS). The first aim of this work is to investigate whether the variegated aspects of cosmic ray research -from its historical development to the science topics addressed herein- can be used for a teaching approach with and about NOS. The efficacy of the NOS based teaching has been highlighted in many studies, aimed at developing innovative and more effective teaching strategies. The fil rouge that we propose unwinds through cosmic ray research, that with its century long history appears to be the perfect topic for a study of and through NOS. The second aim of the work is to find out what knowledge the pupils and students have regarding the many aspects of NOS. To this end we have designed, executed, and analyzed the outcomes of a sample-based investigation carried out with pupils and students in Palermo (Italy), Tübingen and Hildesheim (Germany), and constructed around an open-ended questionnaire. The main goal is to study whether intrinsic differences between the German and Italian samples can be observed. The thesis is divided in three parts. In the first part we reconstruct the intricate history of cosmic ray research. First, we present the initial studies that proceeded the discovery of Viktor Hess in 1912, and then the pioneer years of research that unveiled the phenomenological and interpretational features of cosmic radiation. We then continue with the history of the mature phase of cosmic rays research focusing on the discovery and characterization of extensive air showers. In the second part of the thesis we first present the various aspects of NOS, including the operative definition adopted here and based on the 14 objectives proposed by McComas, Almazroa, and Clough. We then discuss the design, and execution of our sample-based investigation, finally we report in details the results of our analysis, performed with the MAXQDA software program. In the third part of the thesis the aspects of cosmic ray research, in its historical, technological and cultural developments, are observed through the lens of NOS. We therefore highlight aspects, moments, episodes of cosmic ray research that might elucidate and substantiate, with examples and occasions for discussions, the 14 statements of McComas and collaborators, and we suggest some didactic objectives and units, which can be developed by pupils and teachers

Skulls of 1,901 harbor seals from the North Sea were systematically investigated for dental, periodontal and cranial disorders as well as pathological changes of the temporomandibular joint (TMJ). Volumetric bone mineral density (vBMD) and microarchitecture of the mandible of a subsample of these specimens were analyzed in respect to age-related changes. Age at death of examined seals ranged from 1 week to 25 years. Most of the specimens were collected in 1988, when the population suffered from a phocine distemper virus epizootic. Therefore, it is assumed that, contrary to other museum collections, only little overrepresentation of pathological skeletal condition is present in the analyzed death sample. Age- and sex-related differences in the frequency and severity of pathological changes were observed in the dentition and the TMJ. Intravital tooth loss, tooth fracture and periapical lesions were recorded more frequently in male seals than in femals. Lesions consistent with temporomandibular joint osteoarthritis (TMJ-OA) also occurred more frequently in males, while lesion severity tended to be higher in female specimens. Severity of TMJ-OA lesions was positively correlated with age. Significant age-related changes in vBMD and several microarchitectural parameters were observed between individuals of the age classes “young juveniles” (0.5–10 months),“yearlings” (12–23 months),and “adults” (12–25 years),indicating an overall increase in cortical and trabecular area, cortical thickness as well as vBMD with age. For juvenile animals (≤ 23 months), positive correlations with age were observed for cortical area and thickness, trabecular separation, as well as vBMD. Negative correlations with age existed for trabecular number and thickness as well as for trabecular bone volume fraction (BV/TV) in the juveniles. The findings suggest a reduction in BV/TV with age,due to the bone trabeculae becoming thinner,less numerous and more widely spaced. This detailed knowledge of age-related changes in the structure and mineralization of bones is an important prerequisite for interpreting osseous changes in wild mammals caused by external factors, as such as exposure to environmental contaminants. The examination of large skeletal collections enables the observation also of rare pathological conditions. In the present investigation a case of anodontia,diagnosed as a manifestation of hypohidrotic ectodermal dysplasia was for the first time described in the harbor seal. In five juvenile Baltic grey seals,severe osteomyelitis of the jaws was described for the first time. The condition was attributed to disturbed dentin formation,presumably of genetic causation, in the affected individuals. The present study highlights the fact that systematic analyses of museum collections can provide important insights into the dental and skeletal pathology of wild mammals. These data can be used for reconstructing the health situation and living condition of past animal population.

Arthropod herbivores act as mediators for effects that cascade up and down the trophic chain. Therefore, herbivory plays an important role for driving ecosystem processes and influencing ecosystem structures and functions. Generally, ecosystem processes are mediated by interactions between organisms. The plant community composition is influenced by competitive interactions among plants, which is affected by herbivore species. Leaf area loss to insects can reduce tree growth, but alters material flows from canopies to forest soils. Therefore, the chemical quality of litter is changed (increases in nitrogen content) through enhanced nutrient cycling rates caused by herbivory. Climate and microclimate can affect insect physiology and behaviour directly or indirectly through climate-induced changes of host plants. Temperature determines the geographical range, site and timing of activities, success of oviposition and hatching, and the duration of developmental stages of arthropod herbivores. The activity of poikilothermic insects increases with temperature, and therefore growth and consumption rates are enhanced. However, morphological and functional leaf traits that determine host plant palatability often mediate indirect environmental effects on herbivory. Leaf palatability is determined by leaf toughness, nutrients, and defence compounds. In warm environments, expected high rates of arthropod herbivory can then be suppressed by negative changes of leaf traits. Microclimate gradients are found across the different strata of forest ecosystems. Abiotic factors change vertically between forest layers due to a micro-environmental gradient. Along the vertical gradient, microclimate is affected by the light regime, with increasing temperatures and decreasing humidity from understorey to upper canopies. Various organisms are distributed along the vertical forest gradient based on changes in environmental conditions and in the quality and quantity of available resources. Temperate deciduous forests reveal highly stratified arthropod communities with vertical and horizontal distribution patterns. Microclimatic requirements and the availability of food resources along the vertical forest gradient can reflect spatial distributions and preferences of arthropods. This research study investigated arthropod herbivory on leaves of deciduous tree species along the vertical gradient of temperate forests. A field study with ten forests sites in Central Germany and an experimental study in greenhouses were conducted, addressing effects of microclimate and leaf traits on arthropod herbivory. Juvenile and adult individuals of Fagus sylvatica L. (European beech), the dominant deciduous tree species in Central Europe, were chosen as main research subjects. Furthermore, Acer pseudoplatanus L. (Sycamore maple) and Carpinus betulus L. (hornbeam), two frequent tree species in the forest understorey, were also surveyed.

Machine learning is often confronted with the problem of learning prediction models on a set of observed data points. Given an expressive data set of the problem to solve, using powerful models and learning algorithms is only hindered by setting the right configurations for both. Unfortunately, the magnitude of the performance difference is large, which makes choosing right configurations an additional problem that is only solved by experienced practitioners. In this thesis, we will address the problem of hyperparameter optimization for machine learning and present ways to solve it. We firstly introduce the problem of supervised machine learning. We then discuss many examples of hyperparameter configurations that can be considered prior to learning the model. Afterwards, we introduce methods on finding the right configurations, especially those methods that work in the scheme of Bayesian optimization, which is a framework for optimizing black-box functions. Black-boxes are functions where for a given input one can only observe an output after running a costly procedure. Usually, in black-box optimization so-called surrogate models are learned to reconstruct the observations to then offer a prediction for unobserved configurations. Fortunately, recent outcomes show that transfering the knowledge across problems, for example by learning surrogates across different data sets being solved by the same model class, shows promising results. We tackle the problem of hyperparameter optimization in mainly two different ways. At first, we consider the problem of hyperparameter optimization as a recommendation problem, where we want to learn data set features as well as their interaction with the hyperparameter configurations as latent features in a factorization based approach. We build a surrogate model that is inspired by the complexity of neural networks as well as the ability to learn latent embeddings as in factorization machines. Secondly, as the amount of meta knowledge increases every day, surrogate models need to be scalable. We consider Gaussian processes, as they themselves are hyperparameter free and work very well in most hyperparameter optimization cases. Unfortunately, they are not scalable, as a matrix in the size of the number of data points has to be inverted for inference. We show various methods of simplifying a Gaussian process by using an ensemble of Gaussian process experts, which is much faster to learn due to its paralellization properties while still showing very competitive performance. We conclude the thesis by discussing the aspect of learning across problems in more detail than simply learning across different data sets. By learning hyperparameter performance across different models, we show that also model choice can be handled by the proposed algorithms. Additionally, we show that hyperparameter performance can even be transfered across different problem tasks, for example from classification to regression.

Social media has become an integral part of numerous individuals as well as organizations, with many services being used frequently by a majority of people. Along with its widespread use, the amount of information explodes when people use these services. This demands for efficient tools as well as methods to assist data management and retrieval. Annotating resources by keywords, known as the tagging task, is a solution to improve categorizability and findability of resources. However, tagging is a human, time-consuming task, which requires the user's focus to figure out many keywords in a short moment and manually enter them into the system. To encourage users to tag their resources more correctly and frequently, tag recommendation is adopted into the social tagging systems to suggest relevant keywords for resources. In this thesis, we will address the problem of personalized tag recommendation for images and present ways to solve this problem by combining the advantages of the user relation with the images' content. In order to suggest tags for unobserved images, their visual contents are used to replace the index-based information of the image entity in the tagging relations. Because the limitation of low-level features does not show the "content" of images, we propose to utilize a deep learning based approach to learn high-level visual features concurrently with the scoring-tag estimator. For the tag predictor, a latent factor model or a multi-layer perceptron is selected to compute scores of tags by which the top selected tags are sorted in descending order. As a further development upon our findings, we examine the inside and outside context of images to enhance the accuracy of estimators. Regarding the image-inside context, we are motivated by the fact that objects, such as cars or cats are influential on the user's selection criteria. Regarding the image-outside context, the image's surrounding text contributes to the clarity of the image's content for different users. We consider these contextual features as a supporting part which is combined with the mainly visual representation to enhance the tag recommendation performance. Finally, as an additional technique, transfer learning is also adapted to support the proposed models to overcome the limitations of too small training data and boost up their performance. This thesis demonstrates the usefulness and versatility of deep learning approaches for tag recommendation and highlights the importance of the learned image's content in predicting personalized tags. Directions for future work include semantic enhancements to context-based representation and extensions of the content-aware approaches to different recommendation scenarios.

Viele Landoberflächen im Mediterranraum sind durch wellige bis steile Hänge charakterisiert. Nichtsdestotrotz erfuhren die hängigen Landschaftselemente seitens der geomorphologisch-bodengeographischen Forschung in der Vergangenheit nur wenig Beachtung. Der bodengeographische Kenntnisstand beruht weitgehend auf der Untersuchung von (fast-)ebenen Landschaften, wie Flussund Meeresterrassen oder Plateau- und Beckenlagen. Entsprechend nehmen bodengenetische Entwicklungskonzepte kaum Bezug zur Substratgenese durch Umlagerungsprozesse am Hang. Ziel der Arbeit ist daher, die Bedeutung der Substratbildung als Voraussetzung für die natürliche Bodenentwicklung auf Kalkgesteinen zu erfassen. Weiterführend wird anhand der Verbreitung von Substraten und der Abhängigkeit zur Pedogenese eine substratorientierte bodengenetische Modellvorstellung entwickelt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden geomorphologisch-bodengeographische Untersuchungen am Fallbeispiel eines Hangsystems auf Kalkgesteinen in der portugiesischen Estremadura durchgeführt. Basierend auf bodengeographischen Geländeuntersuchungen mit vertiefter Analyse des petrographischen Spektrums aus Kalkgesteinsvarietäten werden Stoffflussbahnen entlang der den Hang gliedernden Dellensysteme identifiziert, die die Verbreitung von allochthonen Substraten in Zwischenspeicherpositionen determinieren. Bestätigt durch einfache physikochemische Laboruntersuchungen kann eine eindeutige Abhängigkeit des vorzufindenden Bodenmosaiks zur Substratgenese im Meso- bzw. Mikrorelief gezeigt werden, die vorrangig durch spülaquatische Hangumlagerungsprozesse und untergeordnet auch durch gravitativen Versatz gesteuert ist. Gesamtmetallquotienten, granulometrische Analysen und exemplarisch quantitative Phytolithbestimmungen bestätigen die Substratgliederung der Pedone. Auch mit Hilfe einer adaptierten Faziesneutralen Lagenbeschreibung (aFNL) als feldmethodisches Werkzeug zur Schichtabgrenzung in mediterranen Kalksteinböden kann der Nachweis einer eindeutigen Koinzidenz der Bodenentwicklung an die Substratgenese auf Kalkgesteinen geführt werden. Die umfangreichen Aufschlussuntersuchungen zeigen auf der fast ebenen Hochfläche einen kleinräumigen Wechsel zwischen voll entwickelten Terra fuscae in allochthonen Substraten fuscae (ADHOC-ARBEITSGRUPPE BODEN 2005; IUSS WORKING GROUP WRB 2014: Calcaric Chromic Cambisol) und geringmächtigen (Locker-)Syrosemen oder (Para-) Rendzinen auf autochthonem Kalkgestein (AD-HOC-ARBEITSGRUPPE BODEN 2005; IUSS WORKING GROUP WRB 2014: Calcaric Regosols, (Renzic) Calcaric Leptosol). Die Verbreitung der Pedone entspricht der Verteilung von Karsttaschen und -schlotten gegenüber den Festgesteinsdurchragungen. Am Hang auf Kalkgesteinen sind ebenfalls allochthone Substrate (Hangsedimente) die Grundlage für die Verbreitung von Terra fuscae, die aber an die Verläufe von flachen Dellensystemen gebunden sind. Außerhalb der Dellen können auf autochthonen Carbonatgesteinen bzw. -aschen ebenfalls lediglich (Locker-)Syroseme oder (Para-)Rendzinen vorgefunden werden. In Unterhangbereichen treten meist eher flachgründige, selten auch mehrgliedrige, kolluviale Überdeckungen der Böden hinzu, die als Ergebnis anthropogen initiierter Bodenerosion der jüngeren Landschaftsgeschichte interpretiert werden. Zur Erklärung des anzutreffenden Bodenmosaiks wird im Rahmen der Arbeit ein substratgenetisch orientiertes, konsequent allochthonistisches Bodenentwicklungsmodell in Anlehnung an LORZ (2008a, 2008b) entworfen, das prinzipiell auch auf andere Hanglagen im Mediterranraum übertragbar ist. Aus der Befundlage ist zu konstatieren, dass das bodengeographische Muster regelhaft, ubiquitär und systematisch von der jeweiligen horizontalen und vertikalen Konfiguration der Ausgangssubstrate determiniert wird. Dabei wird Fern- und Lokalstaubeinträgen, die häufig als allochthone Komponente in bekannten autochthonen Pedogenesemodellen für den Mediterranraum einbezogen sind, nur eine untergeordnete Bedeutung beigemessen. Fortgeschrittenere Bodenentwicklungen, wie Terra fuscae, sind an allochthone Substrate (Hangsedimente; Regolithisierung) gebunden. Die Regolithisierung unter Einbeziehung von Pedosedimenten ist Voraussetzung für mächtigere und weiter entwickelte Böden (Terra fuscae) sowohl am Hang als auch auf der Hochfläche.

In this thesis we design and test Learning Analytics algorithms for personalized tasks' sequencing that suggests the next task to a student according to his/her specific needs. Our solution is based on a sequencing policy derived from the Vygotsky's Zone of Proximal Development (ZPD), which denes those tasks that are neither too easy not too dicult for the student. The sequencer, called Vygotsky Policy Sequencer (VPS), can identify tasks in the ZPD thanks to the information it receives from performance prediction algorithms able to estimate the knowledge of the student. Under this context we describe hereafter the thesis contributions. (1) A feasibility evaluation of domain independent Matrix Factorization applied in ITS for Performance Prediction. (2) An adaption and the related evaluation of a domain independent update for online learning Matrix Factorization in ITS. (3) A novel Matrix Factorization update method based on Kalman Filters approach. Two different updating functions are used: (a) a simple one considering the task just seen, and (b) one able to derive the skills' deficiency of the student. (4) A new method for offline testing of machine learning controlled sequencers by modeling simulated environment composed by a simulated students and tasks with continuous knowledge and score representation and different diffculty levels. (5) The design of a minimal invasive API for the lightweight integration of machine learning components in larger systems to minimize the risk of integration and the cost of expertise transfer. Profiting from all these contributions, the VPS was integrated in a commercial system and evaluated with 100 children over a month. The VPS showed comparable learning gains and perceived experience results with those of the ITS sequencer. Finally, thanks to its better modeling abilities, the students finish faster the assigned tasks.

In diesem Band enthalten: Hannah Graen, Robin Stadtmann & Martin Sauerwein: Modellierung von Temperaturdaten und Temperaturveränderungen im Nationalpark Asinara, Sardinien (S. 1-27); Sarah Matheis, Nico Herrmann & Martin Sauerwein: Entwicklung eines Monitoringkonzeptes für Niedermoore am Beispiel des Bergen-Weißacker Moores, Süd-Brandenburg (S. 28-63); Martin Sauerwein, Jan-Philip Dieck & Robin Stadtmann: Urbane Böden im Kontext von Ecosystem Services (S. 64-89); Martin Sauerwein, Julia Jaquemotte & Lars Germershausen: Ursachen der Nitratbelastung des Grundwassers im Raum Hannover/Hildesheim (S. 90-110); Sabine Panzer-Krause: Einkaufen in der Hildesheimer Innenstadt. Auswirkungen der Arneken Galerie auf den innerstädtischen Einzelhandel (S. 111-132); Robin Stadtmann, Nico Herrmann, Jasmin Karaschewski & Martin Sauerwein: Bodenbewusstsein: Hildesheimer Aktivitäten zum Jahr des Bodens 2015 (S. 133-140)

Robin Stadtmann, Christine Jung-Dahlke & Martin Sauerwein: Entwicklung einer Geodatenbank mittels GIS und Erdas Imagine für den Nationalpark Asinara (Sardinien) Hannah Graen & Martin Sauerwein: Auswertung landwirtschaftlicher Kalender aus der Hildesheimer Börde zur Analyse lokaler Klimaveränderungen und deren Auswirkungen auf Vegetation und Landwirtschaft Kristin Gawert & Sabine Panzer-Krause: Der demographische Wandel und seine Auswirkungen im Ortsteil Barsinghausen-Bantorf in der Region Hannover Sabine Panzer-Krause: Innerstädtischer Einzelhandel und Konsum in Hildesheim. Ergebnisse der Datenerhebung 2013