The objective of this study was to analyse the central concepts of radiography and connections between them, assumed to define the focus of the radiography science. The objective was also to define these concepts theoretically, and to formulate a model defining the focus of radiography science. Radiography refers here to radiographers' professional work, education and radiography science. The concepts of nursing, environment, health and human being were used as starting point for the study, as they are commonly applied, but not clearly defined in radiography. The study was conducted in three phases in accordance with the hybrid method of concept analysis. During the theoretical phase, the theoretical phase model and tentative definitions were developed on the grounds of literature. These were further developed during the empirical phase, as the empirical phase model was formulated on the grounds of empirical data. Data were collected in the form of interviews and written material from selected experts (n = 8). In the analytical phase, theoretical definitions and the model of the focus of radiography science were formulated as a synthesis of the results of former phases. The total number of data was 1,147 pages, and it was analysed with the method of qualitative content analysis. Based on the results, the concept of nursing was substituted with the concept of clinical radiography and radiotherapy, which was defined as radiographer's work within health care. Seamless combination of patient care and service as well as technical usage of radiation and radiation protection was found to be the core of a radiographer's work, aimed at serving the health care field as part of a multiprofessional teamwork. Essential characteristics of the work were found to be theoretical and practical-technical expertise, guiding elements, implementation as a process, and responsibility for safety as well as optimizing decision-making. Environment was defined as the physical and functional environment in health care, cultural environment, cognitive environment, and context of a radiographer's expertise. The concept of health was substituted with the concept of health and illness, which was defined as a holistic and variable state of being that is indirectly affected by radiation. A human being was defined as a dignified individual or community, which is also a holistic and variable being. Connections were found to be positive, negative, characterizing, directing, functional and experimental by nature. On the basis of the results, radiography science could be named the clinical science of radiography and radiotherapy. The model formulated in this study describes the focus of the clinical science of radiography and radiotherapy on a general level. The results may be exploited in the development of the clinical science of radiography and radiotherapy, in theory development and in education within radiography. They may also clarify the identity of this science and understanding regarding it. / Tiivistelmä Tutkimuksen tarkoituksena oli analysoida radiografian keskeisiä käsitteitä ja niiden välisiä yhteyksiä, joiden voidaan olettaa määrittävän radiografiatieteen tutkimuskohdetta. Tarkoituksena oli määritellä käsitteet teoreettisesti sekä muodostaa käsitteiden ja niiden välisten yhteyksien perusteella malli radiografiatieteen tutkimuskohteesta. Radiografialla tarkoitetaan tässä tutkimuksessa röntgenhoitajan työtä ja koulutusta sekä radiografiatiedettä. Lähtökohtana käytettiin hoitotieteen käsitteitä hoitotyö, ympäristö, terveys ja ihminen, joita on radiografiassa käytetty ja sovellettu, mutta ei täsmällisesti määritelty. Tutkimus toteutettiin kolmivaiheisesti hybridisen käsiteanalyysimenetelmän mukaan. Teoreettisessa vaiheessa muodostettiin kirjallisuuden perusteella käsitteiden työmääritelmät ja teoreettisen vaiheen malli. Empiirisessä vaiheessa muodostettiin empiirisen vaiheen malli asiantuntijoilta (n = 8) kerätyn kirjallisen ja haastatteluaineiston perusteella. Analyyttisessä vaiheessa muodostettiin tulosten systemaattiseen vertailuun perustuvana synteesinä käsitteiden teoreettiset määritelmät ja malli radiografiatieteen tutkimuskohteesta. Aineiston kokonaismäärä oli 1147 sivua, ja se analysoitiin laadullisella sisällönanalyysillä. Tutkimuksen tuloksena hoitotyö-käsite korvattiin käsitteellä kliininen röntgenhoitajan työ. Se määriteltiin röntgenhoitajan terveydenhuollossa toteuttamaksi työksi, jonka ydin on teknisen säteilynkäytön ja säteilysuojelun sekä potilaan hoidon ja palvelun saumaton yhdistäminen. Ytimen avulla työ palvelee terveydenhuollon toimintaympäristöä osana moniammatillista tiimityötä. Työn keskeiset ominaisuudet ovat teoreettinen ja käytännöllis-tekninen asiantuntijuus, ohjaavat tekijät, prosessimaisuus sekä turvallisuusvastuu ja optimoiva päätöksenteko. Ympäristö määriteltiin fyysiseksi terveydenhuollon toimintaympäristöksi, kulttuuriympäristöksi, kognitiiviseksi ympäristöksi ja röntgenhoitajan asiantuntijuuden muodostamaksi ympäristöksi. Terveys-käsite korvattiin käsitteellä terveys ja sairaus, joka määriteltiin kokonaisvaltaiseksi ilmiöksi ja muuttuvaksi tilaksi, jonka kannalta keskeisiä ovat säteilyn välilliset vaikutukset. Ihminen määriteltiin arvokkaaksi yksilöksi tai yhteisöksi, joka on kokonaisvaltainen ja muuttuva olento. Käsitteiden väliset yhteydet voivat olla positiivisia, negatiivisia, luonnehtivia ja ohjaavia yhteyksiä sekä tekemis- ja kokemisyhteyksiä. Tulosten perusteella radiografiatieteen nimeksi sopisi kliininen radiografiatiede. Tutkimuksessa tuotettu malli määrittää kliinisen radiografiatieteen tutkimuskohdetta yleisluontoisesti. Tuloksia voidaan hyödyntää lähinnä kliinisen radiografiatieteen kehittämisessä, teorianmuodostuksessa ja radiografian koulutuksessa. Tulokset voivat myös auttaa selkeyttämään kliinisen radiografiatieteen identiteettiä ja lisäämään sitä koskevaa ymmärrystä.

Tässä työssä olen tutkinut Suomen kansan sananparsikirjan (1995) kaikki sananparret. Tarkoitukseni oli selvittää kirjan sananparsien lukumäärä (kvantitatiivinen menetelmä) sekä, miten naista arvostetaan näissä sananparsissa (kvalitatiivinen ja kvantitatiivinen menetelmä rinnakkain). Tutkimuskysymykset ovat: Onko kirjan materiaalissa vähemmän naisista kuin miehistä kertovia sananparsia? Suhtaudutaanko kirjan sananparsissa naiseen useammin kielteisesti kuin myönteisesti? Suhtaudutaanko naimisissa olevaan naiseen positiivisemmin kuin naimattomaan, eli naiseen, joka ei ole naimisissa? Miten naisia kuvataan? Mitä tulokset kertovat naisen arvostuksesta maalaisyhteisössä? Onko kulttuurien välisiä eroja verrattuna aikaisempiin tutkimuksiin? Tutkimukseni mukaan kirjassa on 8555 sananpartta. Näissä mies mainitaan useammin kuin nainen. Naimissa olevaan naiseen suhtaudutaan negatiivisemmin kuin naimattomaan. Kulttuurimallin mukaisessa hierarkiassa, jossa on agraaritalouden sekä kotieläinten hierarkia, naista arvostetaan ja kuvataan vertaamalla häntä hyvään hevoseen, joka on ahkera, hyväluontoinen ja terve. Naisen paikka oli koti ja hänen tuli olla huoneentaulun mukaisesti alamainen miehelle. Naimaton nainen kuvataan kauppatavarana, jonka arvon mies määrää. Hänen hyviä ominaisuuksiaan olivat kauneus, siveys sekä kuuliaisuus ja huonoja ominaisuuksia edellä mainittujen ominaisuuksien puuttuminen tai vastakohdat. Suomalaisissa, ruotsalaisissa ja saksalaisissa tutkimuksissa on likipitäen samanlainen naisen negatiivinen arvostus, mutta esimerkiksi ambomaalaisissa sananlaskuissa naista arvostetaan positiivisesti. Edellä mainitusta tutkimuksesta poiketen äiti on mainittu aineistossa useammin kuin joka toisessa sananparressa neutraalisti. / I detta arbete har jag undersökt Suomen kansan sananparsikirjas samtliga ordstäv. Min avsikt var att ta reda på antalet ordstäv i boken (kvantitativ metod) samt hur kvinnor värderas i dessa ordstäv (kvalitativ och kvantitativ metod parallellt). Mina forskningsfrågor är: Finns det i bokens material färre ordstäv om kvinnor än om män? Ser man mer negativt än positivt på kvinnan i bokens ordstäv? Förhåller man sig mer positivt till gifta kvinnor än ogifta, det vill säga gentemot kvinnor som inte är gifta? Hur beskrivs kvinnor? Vad säger resultaten om värderingen av kvinnor i bondesamhället? Enligt mina resultat så har boken 8555 ordstäv. I dessa nämns mannen oftare än kvinnan. Man förhåller sig mer negativt till gifta kvinnor än de som inte är gifta. Enligt kulturmodellens hierarki, i vilket det finns både agrarsamhällets och husdjurens hierarki, värderas och bedöms kvinnan som en bra häst, som är flitig, har ett bra lynne och är frisk. Kvinnans plats var i hemmet och hon skulle enligt Hustavlan vara underställd mannen. Den ogifta kvinnan beskrivs som en handelsvara, vars värde mannen bestämmer. Hennes goda egenskaper var skönhet, sedlighet samt lyhördhet och dåliga egenskaper motsatsen eller bristen på de ovan nämnda. I finsk, svensk och tysk forskning är det nästan identisk negativ syn på kvinnor (förutom modern), medan det i ordstäv från Ovamboland är en positiv syn på kvinnor. Avvikande från föregående resultat så värderas mamma neutralt i mer än vartannat ordstäv.

Abstract Drug metabolite profiling and identification studies are nowadays regularly conducted with liquid chromatography (LC) coupled with mass spectrometry (MS) as an analytical tool. The speed, selectivity and sensitivity of modern LC–MS instruments have been significantly increased in recent years. Especially the use of ultra-high-performance LC (UHPLC) in combination with a modern high-resolution MS instrument offers high full scan detection sensitivity, mass accuracy and the detection of both expected and unexpected metabolites in a single LC–MS run. The present study showed that no single LC–MS conditions were suitable for the analysis of a large group of structurally diverse compounds. The testing of optimum conditions for each individual compound led to more high-quality data when chromatographic retention behavior and mass spectrometric ionization efficiency for in vitro metabolite profiling were considered. The developed LC–MS methods were applicable for measuring both the disappearance of the parent compound and the formation of metabolites. Tentative metabolite identification was based on the measured accurate mass time-of-flight (TOF) MS data. In the second part, a rapid and sensitive assay was designed and built for the trapping, screening and characterization of reactive metabolites in vitro. In total, 78 trapped reactive metabolite conjugates were detected and identified based on accurate mass data using 12 structurally different test compounds. The majority of the detected conjugates were reported for the first time. Amine-containing compounds, that formed methylated and cyanide-trapped products after CYP-mediated reaction steps in human liver microsomal (HLM) incubations, were studied further. The observed methylated cyano conjugates were shown to be experimental artifacts, i.e., metabonates. The study also describes the use of traditional high-performance LC (HPLC) and the more modern UHPLC coupled to time-of-flight, triple quadrupole and hybrid linear ion trap mass spectrometers in drug metabolism studies, and reviews on how to choose the most suitable LC–MS system for metabolite profiling purposes in drug discovery and early drug development. / Tiivistelmä Nestekromatografia (LC) yhdistettynä massaspektrometriaan (MS) on nykyaikana yleisesti käytetty analyysimenetelmä lääkeaineiden aineenvaihduntatuotteiden (metaboliittien) havaitsemisessa ja tunnistamisessa. Modernien LC–MS -laitteiden nopeus, selektiivisyys ja herkkyys ovat merkittävästi parantuneet viime vuosina. Käytettäessä ultrakorkean suorituskyvyn nestekromatografia (UHPLC) yhdessä nykyaikaisen korkean massaresoluution MS-laitteen kanssa on mahdollista havaita kaikki sekä odotetut että odottamattomat metaboliitit yhdellä kertaa. Tutkimalla suurta joukkoa rakenteellisesti erilaisia yhdisteitä voitiin todeta, että yksittäiselle yhdisteelle optimoidut mittausolosuhteet johtivat korkealaatuisempaan dataan kuin yleiset ei-optimoidut olosuhteet, kun arvioitiin sekä kromatografista piikin profiilia ja pidättymistä että ionisaatiotehokkuutta. Yksikään yksittäinen analyysiolosuhde ei myöskään soveltunut kaikille yhdisteille. Tutkimuksessa kehitetyillä LC–MS -analyysimenetelmillä tutkittiin sekä kanta-aineen häviämistä että metaboliatuotteiden muodostumista in vitro -menetelmillä. Alustava metaboliatuotteiden tunnistus perustui tarkan massan mittaukseen lentoaikamassaspektrometrillä (TOFMS). Tutkimustyön seuraavassa vaiheessa kehitettiin nopea ja herkkä analyysimenetelmä reaktiivisten metaboliittien pyydystämiseen, havaitsemiseen ja tunnistamiseen ihmisen maksamikrosomivalmisteista in vitro -menetelmin. 12 testiyhdisteelle havaittiin kaikkiaan 78 erilaista reaktiivisen metaboliitin konjugaatiotuotetta, jotka tunnistettiin tarkan massan perusteella. Suurin osa tunnistetuista konjugaatiotuotteista raportoitiin ensimmäistä kertaa. Amiineja sisältäville testiyhdisteille havaittiin muodostuvan sytokromi P450 (CYP) entsyymien katalysoimien reaktioiden välityksellä metyloituneita ja syanidianionilla konjugoituneita metaboliatuotteita. Tarkempien tutkimusten jälkeen näiden todettiin olevan koejärjestelyistä johtuvia artefaktoja, toisin sanoen metabonaatteja, eivätkä todellisia reaktiivisten metaboliittien konjugaatiotuotteita. Tässä tutkimuksessa arvioitiin myös perinteiseen korkean suorituskyvyn nestekromatografiin (HPLC) sekä uudempaan UHPLC-laitteistoon kytkettyjen lentoaika-, kolmoiskvadrupoli- ja hybridimallisten ioniloukkumassaspektrometrien soveltuvuutta aikaisen lääkekehitysvaiheen metaboliatutkimuksiin.

Abstract In recent years, facial expression recognition has become a useful scheme for computers to affectively understand the emotional state of human beings. Facial representation and facial expression recognition under unconstrained environments have been two critical issues for facial expression recognition systems. This thesis contributes to the research and development of facial expression recognition systems from two aspects: first, feature extraction for facial expression recognition, and second, applications to challenging conditions. Spatial and temporal feature extraction methods are introduced to provide effective and discriminative features for facial expression recognition. The thesis begins with a spatial feature extraction method. This descriptor exploits magnitude while it improves local quantized pattern using improved vector quantization. It also makes the statistical patterns domain-adaptive and compact. Then, the thesis discusses two spatiotemporal feature extraction methods. The first method uses monogenic signal analysis as a preprocessing stage and extracts spatiotemporal features using local binary pattern. The second method extracts sparse spatiotemporal features using sparse cuboids and spatiotemporal local binary pattern. Both methods increase the discriminative capability of local binary pattern in the temporal domain. Based on feature extraction methods, three practical conditions, including illumination variations, facial occlusion and pose changes, are studied for the applications of facial expression recognition. First, with near-infrared imaging technique, a discriminative component-based single feature descriptor is proposed to achieve a high degree of robustness and stability to illumination variations. Second, occlusion detection is proposed to dynamically detect the occluded face regions. A novel system is further designed for handling effectively facial occlusion. Lastly, multi-view discriminative neighbor preserving embedding is developed to deal with pose change, which formulates multi-view facial expression recognition as a generalized eigenvalue problem. Experimental results on publicly available databases show that the effectiveness of the proposed approaches for the applications of facial expression recognition. / Tiivistelmä Kasvonilmeiden tunnistamisesta on viime vuosina tullut tietokoneille hyödyllinen tapa ymmärtää affektiivisesti ihmisen tunnetilaa. Kasvojen esittäminen ja kasvonilmeiden tunnistaminen rajoittamattomissa ympäristöissä ovat olleet kaksi kriittistä ongelmaa kasvonilmeitä tunnistavien järjestelmien kannalta. Tämä väitöskirjatutkimus myötävaikuttaa kasvonilmeitä tunnistavien järjestelmien tutkimukseen ja kehittymiseen kahdesta näkökulmasta: piirteiden irrottamisesta kasvonilmeiden tunnistamista varten ja kasvonilmeiden tunnistamisesta haastavissa olosuhteissa. Työssä esitellään spatiaalisia ja temporaalisia piirteenirrotusmenetelmiä, jotka tuottavat tehokkaita ja erottelukykyisiä piirteitä kasvonilmeiden tunnistamiseen. Ensimmäisenä työssä esitellään spatiaalinen piirteenirrotusmenetelmä, joka parantaa paikallisia kvantisoituja piirteitä käyttämällä parannettua vektorikvantisointia. Menetelmä tekee myös tilastollisista malleista monikäyttöisiä ja tiiviitä. Seuraavaksi työssä esitellään kaksi spatiotemporaalista piirteenirrotusmenetelmää. Ensimmäinen näistä käyttää esikäsittelynä monogeenistä signaalianalyysiä ja irrottaa spatiotemporaaliset piirteet paikallisia binäärikuvioita käyttäen. Toinen menetelmä irrottaa harvoja spatiotemporaalisia piirteitä käyttäen harvoja kuusitahokkaita ja spatiotemporaalisia paikallisia binäärikuvioita. Molemmat menetelmät parantavat paikallisten binärikuvioiden erottelukykyä ajallisessa ulottuvuudessa. Piirteenirrotusmenetelmien pohjalta työssä tutkitaan kasvonilmeiden tunnistusta kolmessa käytännön olosuhteessa, joissa esiintyy vaihtelua valaistuksessa, okkluusiossa ja pään asennossa. Ensiksi ehdotetaan lähi-infrapuna kuvantamista hyödyntävää diskriminatiivistä komponenttipohjaista yhden piirteen kuvausta, jolla saavutetaan korkea suoritusvarmuus valaistuksen vaihtelun suhteen. Toiseksi ehdotetaan menetelmä okkluusion havainnointiin, jolla dynaamisesti havaitaan peittyneet kasvon alueet. Uudenlainen menetelmä on kehitetty käsittelemään kasvojen okkluusio tehokkaasti. Viimeiseksi työssä on kehitetty moninäkymäinen diskriminatiivisen naapuruston säilyttävään upottamiseen pohjautuva menetelmä käsittelemään pään asennon vaihtelut. Menetelmä kuvaa moninäkymäisen kasvonilmeiden tunnistamisen yleistettynä ominaisarvohajotelmana. Kokeelliset tulokset julkisilla tietokannoilla osoittavat tässä työssä ehdotetut menetelmät suorituskykyisiksi kasvonilmeiden tunnistamisessa.

Abstract The current practice for information sharing with building information modelling (BIM) is distributed data sharing based on conversions. Conversions are problematic due to data loss, redundancy, and conflicting information. The hypotheses of this research were that i) a conversion-free data exchange is a feasible approach for BIM, ii) benefits can be achieved with a conversion-free information sharing, and iii) no impediment in principle exists for wider industrial use. The use of a single data schema by all applications is a requisite for a conversion-free data collaboration. For enabling the free evolution of the data content, a version free data schema is necessary. A model arrangement implementing partial models is needed for the growing size of models. A single shared model approach eliminates data conflicts and duplicates. For the best availability, the location for the shared model should be on a cloud service. Accessing the cloud model only through a web service, which encapsulates all model handling functionality, will ensure data integration and validity. The validity of IT solutions can only be confirmed with real software. For testing the conversion-free BIM method, a software development kit (SDK) with required functionality was programmed. Three applications and a cloud service for handling the shared model were developed with the help of SDK. In the experiments, Leonardo application was used for modelling walls, 3DTrussme for trusses, and Viewer for viewing the model. All applications were using the same shared model on the cloud. In the experimental test, the information exchange occurred without conversions, and all the data were saved only once on the cloud database. Without conversions, less conflicts and redundancies occurred, which lead to better data integrity and integration. Using SDK, there was no technical barrier for applications to join the single shared model ecosystem, but a drawback was that existing BIM programs are not compatible without remarkable changes. The performance was acceptable in the test run, but in real use, the size of the model and the number of applications and users will be much larger. However, a conversion-free single shared model approach can be a possible trend to the next generation BIM as well as a potential alternative for current data sharing methods using distributed files, conversions, and linked data. / Tiivistelmä Rakentamisen tietomallinnuksen (BIM) nykyisenä tiedonjakamisen käytäntönä on hajautettu tietojärjestelmä, joka perustuu konversioihin. Konversiot ovat ongelmallisia tiedon häviämisen, ristiriitojen ja päällekkäisyyksien vuoksi. Tämän tutkimuksen hypoteesit olivat: i) konversiovapaa tiedonjakaminen on mahdollista, ii) etuja on saavutettavissa ilman konversioita tapahtuvassa tiedonsiirrossa ja iii) laajemmalle teolliselle käytölle ei ole periaatteellisia esteitä. Konversiovapaa tiedon jakaminen edellyttää yhden dataformaatin käyttöä. Alati kasvavien tietomallien koko vaatii tiedon järjestämismenetelmän, joko mahdollistaa osamallit. Datan ristiriidat ja päällekkäisyydet voidaan estää yhden jaetun mallin menetelmällä. Informaatio on parhaiten kaikkien osapuolien saatavilla, kun jaettu malli sijoitetaan pilvipalveluun. Kun tietomallia käsitellään vain web-palvelun rajapintafunktioilla, tiedon eheys ja kelpoisuus säilyvät. Tietoteknisten ratkaisujen kelpoisuus voidaan viime kädessä osoittaa vain toimivilla ohjelmistoilla. Konversiovapaan menetelmän testausta varten kehitettiin vaadittavat ominaisuudet sisältävä ohjelmistokehityspaketti (SDK), joka on edellytys sovellusten yhteensopivuudelle. Kolme sovellusta eli 3DTrussme, Leonardo ja Viewer ohjelmoitiin SDK:n avulla. Ohjelmointirajapinta sisälsi tarvittavat toiminnallisuudet tiedonjakamiseen, ja se toteutettiin pilvipalveluna. Testiajossa Leonardo-sovelluksella mallinnettiin seinät, 3DTrussmellä suunniteltiin naulalevyristikot ja Viewer-sovelluksella tarkasteltiin mallia. Kaikki kolme sovellusta käyttivät samaa jaettua mallia pilvipalvelussa. Suoritetussa testissä kaikki informaatio jaettiin ilman konversioita ja tallennettiin vain kerran. Ilman konversioita ja päällekkäisyyksiä saavutettiin parempi datan eheys ja integraatio. SDK:n avulla uudet sovellukset pystyivät liittymään yhden jaetun mallin ekosysteemiin ilman teknisiä esteitä. Toisaalta, ilman merkittäviä muutoksia nykyiset BIM sovellukset eivät ole yhteensopivia. Testiajossa suorituskyky oli hyväksyttävä, mutta todellisuudessa mallien koko sekä sovellusten ja käyttäjien lukumäärä ovat paljon suurempia. Tutkimus osoitti, että konversiovapaa yhden jaetun mallin menetelmä voi olla seuraava BIM-kehityssuunta ja vaihtoehto nykyisille tiedonsiirtoratkaisuille, jotka käyttävät erillisiä tiedostoja, konversioita ja linkkejä.

Abstract Industrial emissions and soil pollution caused by harmful substances attracted an increased public awareness in the 1970s. Ministry of the Environment contributed to the rapid development of environmental legislation. Development of Finnish environmental legislation has also been significantly affected by the membership of the EU has been in 1995. Finnish legislation is largely based on EU legislation, but in some cases it includes even stricter standards and limits than those applied on the EU level. Studies of contaminated soils in Finland began with mapping of landfills in the 1980s. The clearing and renovation project of contaminated soils named SAMASE started in 1988, and approximately 10,400 contaminated areas were surveyed. Currently, the total number of objects has already expanded to about 25,000. This thesis consists of five scientific publications related to contaminated sites. Its summary deals with environmental legislation, treatment methods for soils contaminated with oils and heavy metals, and risk assessment in general. The scientific publications focus on the utilization of two chemical methods, i.e. oil biodegradation of contaminated soil studied, especially by manometric respirometric BOD Oxitop method, and the study of railway ballast using five-step sequential extraction method. The results show that the biodegradability of oil is strongly dependent on the soil matrix and the studied oils (motor and light fuel oils), which are biodegradable well under suitable conditions. When a 6-month long biodegradation study of light fuel contamination in mineral-rich soil without soil conditioning was performed, the final biodegradation degree was surprisingly almost complete (> 90 %), in contrary to the general assumption. Thus, the inherent biodegradability is a cost-efficient and a recommended treatment method for oil contaminated soils, especially in sparsely populated areas. Research of the railway ballast showed that the multi-step sequential extraction will provide valuable information about the effects of environmental circumstances on metals bioavailability or solubility for the purposes of risk assessment. This information is necessary to understand the actual environmental risks of metals in different natural environments, thus contributing to the development of licensing procedure. The results of this thesis also show that licensing related to the restoration of contaminated soils r (authority and control procedures) must be simplified. The authorities should also have sufficient chemical knowledge, since after all, environmental problems are mainly of chemical nature. / Tiivistelmä Huoli ympäristöstä nosti 1970-luvun alussa erilaiset päästöt päivänvaloon, ja haitallisten aineiden aiheuttama maaperän pilaantuminen nousi esille 1980-luvulla. Suomeen vuonna 1983 perustettu ympäristöministeriö on edesauttanut nopeaa ympäristölainsäädännön kehittymistä. Kehitykseen on vaikuttanut merkittävästi myös EU-jäsenyytemme vuodesta 1995 lähtien ja jäsenyyden myötä implementoitu EY:n lainsäädäntö. Joiltain osin säädöksemme ovat jopa tiukempia kuin EU:n vastaavat säännökset. Suomessa pilaantuneiden maiden selvitystyö alkoi kaatopaikkojen kartoituksella 1980-luvulla. Valtioneuvoston v. 1988 antaman selonteon pohjalta käynnistyi saastuneiden maa-alueiden selvitys- ja kunnostusprojekti (SAMASE), jossa kartoitettiin noin 10 400 pilaantuneeksi epäiltyä tai todettua aluetta. Tätä työtä jatketaan edelleen viranomaisten tavanomaisen lupa- ja valvontatyön ohessa. Tällä hetkellä kohteiden kokonaismäärä on noin 25 000. Tämä pilaantuneisiin maihin (PIMA) liittyvä väitöskirjatutkimus koostuu yhteenveto-osasta, jossa käsitellään alan lainsäädäntöä, käsittelymenetelmiä ja riskinarviointia yleisesti sekä viidestä osajulkaisusta, jotka keskittyvät öljyllä pilaantuneiden maiden biohajoavuuteen manometrista respirometrista BOD Oxitop -menetelmää käyttäen ja kaivosteollisuuden sivukiven (raidesepeli) raskasmetallien analytiikkaan sekventiaalista uuttoa hyödyntäen. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että öljy biohajoaa maassa sopivissa olosuhteissa hyvin ja luontainen biohajoavuus on täten yksi käyttökelpoinen öljyllä pilaantuneiden maiden puhdistusmenetelmä. Raidesepelitutkimukset osoittivat, että monivaiheinen sekventiaalinen uutto tuo uutta arvokasta tietoa olosuhteiden vaikutuksista metallien biosaatavuudesta/liukoisuudesta niiden riskinarviointia varten. Tämä tieto on välttämätöntä, kun halutaan ymmärtää metallien todelliset ympäristövaikutukset erilaisissa luonnonolosuhteissa ja näin edistää osaltaan lupamenettelyn kehittämistä. Väitöskirjassa todetaan myös, että pilaantuneen maan kunnostuksiin liittyen viranomaisten lupa- ja valvontamenettelyä tulee yksinkertaistaa ja viranomaisilla tulisi olla riittävästi kemian tietämystä ja kemiallista ajattelua, ovathan ympäristöongelmat pääosin luonteeltaan kemiallisia.

Abstract Image description plays an important role in representing inherent properties of entities and scenes in static images. Within the last few decades, it has become a fundamental issue of many practical vision tasks, such as texture classification, face recognition, material categorization, and medical image processing. The study of static image analysis can also be extended to video analysis, such as dynamic texture recognition, classification and synthesis. This thesis contributes to the research and development of image and video analysis from two aspects. In the first part of this work, two image description methods are presented to provide discriminative representations for image classification. They are designed in unsupervised (i.e., class labels of texture images are not available) and supervised (i.e., class labels of texture images are available) manner, respectively. First, a supervised model is developed to learn discriminative local patterns, which formulates the image description as an integrated three-layered model to estimate an optimal pattern subset of interest by simultaneously considering the robustness, discriminative power and representation capability of features. Second, in the case that class labels of training images are unavailable, a linear configuration model is presented to describe microscopic image structures in an unsupervised manner, which is subsequently combined together with a local descriptor: local binary pattern (LBP). This description is theoretically verified to be rotation invariant and is able to provide a discriminative complement to the conventional LBPs. In the second part of the thesis, based on static image description and deformable image registration, video analysis is studied for the applications of dynamic texture description, synthesis and recognition. First, a dynamic texture synthesis model is proposed to create a continuous and infinitely varying stream of images given a finite input video, which stitches video clips in the time domain by selecting proper matching frames and organizing them into a logical order. Second, a method for the application of facial expression recognition, which formulates the dynamic facial expression recognition problem as the construction of longitudinal atlases and groupwise image registration problem, is proposed. / Tiivistelmä Kuvan deskriptiolla on tärkeä rooli staattisissa kuvissa esiintyvien luontaisten kokonaisuuksien ja näkymien kuvaamisessa. Viime vuosikymmeninä se on tullut perustavaa laatua olevaksi ongelmaksi monissa käytännön konenäön tehtävissä, kuten tekstuurien luokittelu, kasvojen tunnistaminen, materiaalien luokittelu ja lääketieteellisten kuvien analysointi. Staattisen kuva-analyysin tutkimusala voidaan myös laajentaa videoanalyysiin, kuten dynaamisten tekstuurien tunnistukseen, luokitteluun ja synteesiin. Tämä väitöskirjatutkimus myötävaikuttaa kuva- ja videoanalyysin tutkimukseen ja kehittymiseen kahdesta näkökulmasta. Työn ensimmäisessä osassa esitetään kaksi kuvan deskriptiomenetelmää erottelukykyisten esitystapojen luomiseksi kuvien luokitteluun. Ne suunnitellaan ohjaamattomiksi (eli tekstuurikuvien luokkien leimoja ei ole käytettävissä) tai ohjatuiksi (eli luokkien leimat ovat saatavilla). Aluksi kehitetään ohjattu malli oppimaan erottelukykyisiä paikallisia kuvioita, mikä formuloi kuvan deskriptiomenetelmän integroituna kolmikerroksisena mallina - tavoitteena estimoida optimaalinen kiinnostavien kuvioiden alijoukko ottamalla samanaikaisesti huomioon piirteiden robustisuus, erottelukyky ja esityskapasiteetti. Seuraavaksi, sellaisia tapauksia varten, joissa luokkaleimoja ei ole saatavilla, esitetään työssä lineaarinen konfiguraatiomalli kuvaamaan kuvan mikroskooppisia rakenteita ohjaamattomalla tavalla. Tätä käytetään sitten yhdessä paikallisen kuvaajan, eli local binary pattern (LBP) –operaattorin kanssa. Teoreettisella tarkastelulla osoitetaan kehitetyn kuvaajan olevan rotaatioinvariantti ja kykenevän tuottamaan erottelukykyistä, täydentävää informaatiota perinteiselle LBP-menetelmälle. Työn toisessa osassa tutkitaan videoanalyysiä, perustuen staattisen kuvan deskriptioon ja deformoituvaan kuvien rekisteröintiin – sovellusaloina dynaamisten tekstuurien kuvaaminen, synteesi ja tunnistaminen. Aluksi ehdotetaan sellainen malli dynaamisten tekstuurien synteesiin, joka luo jatkuvan ja äärettömän kuvien virran annetusta äärellisen mittaisesta videosta. Menetelmä liittää yhteen videon pätkiä aika-avaruudessa valitsemalla keskenään yhteensopivia kuvakehyksiä videosta ja järjestämällä ne loogiseen järjestykseen. Seuraavaksi työssä esitetään sellainen uusi menetelmä kasvojen ilmeiden tunnistukseen, joka formuloi dynaamisen kasvojen ilmeiden tunnistusongelman pitkittäissuuntaisten kartastojen rakentamisen ja ryhmäkohtaisen kuvien rekisteröinnin ongelmana.

Abstract According to the literature, postpartum depression affects 10–15% of all mothers giving birth. The purpose of this study is to examine the time after a child is born in the everyday life of a family from the salutogenic perspective. The target group of the 'Lapsiperhe 1992' survey were the married and cohabiting couples living in the region of the city of Oulu who were expecting their first child and had the due date between 1 February 1992 and 31 January 1993. The study evaluated the mood of the mothers quantitatively using the Edinburgh Postnatal Depression Scale (EPDS) during pregnancy and after childbirth. The relationships of the couples were studied using parts of Spaniers's (1976) Dyadic Adjustment Scale (DAS) and part of Bienvenu's Marital Communication Inventory that were combined to form a relationship questionnaire. Altogether 85% of the mothers (n = 558) participated in the study before giving birth and 74% (n = 487) after childbirth. As many as 472 of those who answered both questionnaires (n = 475) also filled in the EPDS questionnaire. Altogether 10.4% (n = 58) exceeded the cut-off point of 13 points, according to the EPDS, during pregnancy and 8.3% (n = 39) after childbirth. The questionnaire on moods during pregnancy and perception of the relationship were analysed by means of cross-tabulation for those subjects who answered both the questionnaire on moods and the relationship questionnaire (n = 461). In this study, the questionnaire on moods was divided into two categories, EPDS ≤ 12 and EPDS ≥13, similar to the relationship questionnaire < 70 (n = 43, 9.3%) and relationship questionnaire ≥ 70 (n = 418, 90.7%). If the relationship was considered bad (< 70) the risk of developing depression during pregnancy was 4.7 times higher (RR = 4.7, 95% confidence interval 2.8–8), and after childbirth 5.5 times higher (RR = 5.5, 95% confidence interval 3.1–9.6). The qualitative section of the study identifies the resources for recovery used by the subjects. A focused interview was carried out with 29 mothers during their maternity leave, 3–10 months after childbirth. The subjects for the interview were selected on the basis of the EPDS questionnaire and they formed three groups: EPDS ≤ 5 (n = 13), EPDS ≥ 13 (n = 13) and others (n = 3). The method of analysis used was the grounded theory method. Many of those who had exceeded the cut-off point felt they had suffered from passing melancholy or they had problems in their marital relationship. Those who suffered from severe depression also had coping methods. The most important coping methods were seeking social support, taking distance, physical exercise, relaxation by reading, cognitive methods, religion and humour. The support given by one's husband or significant other played an essential role in recovery. It is important to make a difference between depression diagnosed using the EPDS and clinically diagnosed depression, in order to avoid medicalisation. / Tiivistelmä Aikaisemman tutkimuksen mukaan synnytyksen jälkeinen masennus koskettaa 10–15 % kaikista synnyttäjistä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia salutogeenisestä näkökulmasta lapsen syntymän jälkeistä aikaa perheen arkielämässä. Kohdeväestönä Lapsiperhe 1992 -tutkimuksessa olivat ne avio- ja avoparit Oulun kaupungin alueella, jotka odottivat ensimmäistä lastaan ja joiden laskettu aika oli 1.2.1992–31.1.1993. Tutkimuksessa arvioitiin kvantitatiivisesti äitien mielialaa käyttäen EPDS-kyselyä (Edinburgh Postnatal Depression Scale) odotusaikana ja synnytyksen jälkeen. Parisuhdetta tutkittiin käyttäen osaa Spanierin (1976) kehittämästä kyselystä (Dyadic Adjustment Scale, DAS) sekä osaa Bienvenun aviopuolisoitten vuorovaikutuskyselystä, joista muodostettiin parisuhdekysely. Tutkimukseen osallistui 85 % äideistä (n = 558 ) ennen synnytystä ja 74 % (n = 487) synnytyksen jälkeen. Molempiin kyselyihin vastanneista (n = 475) EPDS-kysely oli täytetty 472:lla. 10,4 % (n = 58) ylitti katkaisupistemäärän 13 pistettä EPDS-mittarin mukaan raskausaikana, ja 8,3 % (n = 39) synnytyksen jälkeen. Mielialakyselyä odotusaikana ja koettua parisuhdetta on analysoitu ristiintaulukoinnin avulla niiltä vastaajilta, jotka olivat vastanneet sekä mielialakyselyyn että parisuhdekyselyyn (n = 461). Tässä tarkastelussa mielialakysely on jaettu kahteen luokkaan, EPDS ≤ 12 ja EPDS ≥ 13, samoin kuin parisuhdekysely < 70 (n = 43, 9,3 %) ja parisuhdekysely ≥ 70. (n = 418, 90,7 %). Koetun parisuhteen ollessa huono (<  70) riski masentuneisuuden kehittymiselle odotusaikana on 4,7-kertainen (RR = 4,7, 95 %:n luottamusväli 2,8–8), ja synnytyksen jälkeen 5,5-kertainen (RR = 5,5, 95 %:n luottamusväli 3,1–9,6). Laadullisessa osassa kartoitettiin tutkittavien toipumisen resursseja. 29 äidille tehtiin teemahaastattelu äitiysloman aikana 3–10 kuukautta synnytyksen jälkeen. Haastateltavat valittiin EPDS-kyselyn perusteella muodostaen kolme ryhmää: EPDS ≤ 5 (n = 13), EPDS ≥ 13 (n = 13) ja muut (n = 3). Analyysimenetelmänä oli grounded teoria -menetelmä. Monet kynnyspisteen ylittäneet kokivat itse kärsineensä ohimenevästä alakuloisuudesta tai heillä oli parisuhdeongelmia. Myös niillä, jotka kärsivät vakavasta masennustilasta, oli käytössään coping-keinoja. Tärkeimmät coping- keinot olivat sosiaalisen tuen hakeminen, etäisyydenotto, liikuntaharrastus, rentoutuminen lukemalla, kognitiiviset keinot, uskonnollisuus ja huumori. Puolison tuki oli oleellinen tekijä toipumisessa. Medikalisaation välttämiseksi on tärkeää tehdä ero EPDS-mittarilla todetun masentuneisuuden ja kliinisesti todetun depression välillä.

Abstract Biodegradation is an aerobic or anaerobic degradation reaction where bacteria use organic materials as an energy source. In the aerobic biodegradation reaction, bacteria need oxygen as an electron acceptor, whereas an anaerobic reaction takes place in the absence of oxygen. Compounds degrade totally or partially, and produce simple inorganic species, such as CO2, CH4, NH3, NO3−, and H2O, as well as by-products that may be non-biodegradable and/or toxic. In this thesis, the biodegradability of recycled vegetable oils, surface-active agents, and condensing waters from the process of wood drying were studied using the manometric respirometric BOD OxiTop method. The biodegradation of organic compounds was measured under the standard conditions (OECD 301F), and also in other matrices, such as different waters and soils. These are very different environments with respect to the biodegradation reaction in nature. The main differences in waters and soils are their organic and inorganic nutrient contents, bacteria strains, and temperatures. The BOD OxiTop method is based on automatic pressure detection in a closed reactor vessel. Oxygen is consumed and carbon dioxide is formed in the aerobic reaction. The pressure decrease is detected after the carbon dioxide is adsorbed into a NaOH pellet or solution. The pressure change is dependent on oxygen consumption. The degree of biodegradation is calculated from the BOD value of the sample. The studied recycled vegetable oils were found to be 60–83% biodegradable, and the added surface-active agent did not affect their biodegradation. Biodegradation of tall oil soaps was also examined in sand, topsoil, groundwater, and surface water, as well as under OECD 301F standard conditions. Tall oil soaps were proven to be 50–85% biodegradable. Concrete solvent agent (CSA) was also proven to be 78–83% biodegradable under standard conditions. Another detergent, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), was found to be toxic, whereas Triton X-100 biodegraded by only 6% in solution. Biodegradation of the soil matrix was found to be enhanced with added surface-active agents. This can be explained by better wetting of small pores with surface-active agents, as compared to the behavior of pure water. The biodegradation of the matrix occurred even with toxic surface-active agents. Organic pollutants of wastewaters from the process of wood drying were 25–61% biodegradable during a 28-day period, and were proven to be quite pure when considering the carbon content of the samples. Based on these results, the disposal into drainage of condensing waters from wood drying may be regarded as safe, which from an economical viewpoint is a very important conclusion. / Tiivistelmä Biohajoavuus on luonnollinen aerobinen tai anaerobinen hajoamisprosessi, jossa bakteerit käyttävät orgaanista materiaalia energian lähteenä. Aerobisessa reaktiossa bakteerit tarvitsevat happea elektronien vastaanottajaksi, kun taas anaerobinen reaktio tapahtuu hapettomissa olosuhteissa. Yhdisteet hajoavat joko täysin tai osittain sekä tuottavat yksinkertaisia epäorgaanisia yhdisteitä, kuten CO2, CH4, NH3, NO3− tai H2O. Reaktiossa voi myös muodostua sivutuotteita, jotka voivat olla biohajoamattomia ja/tai toksisia. Tässä työssä on tutkittu kierrätettyjen kasviöljyjen, pinta-aktiivisten aineiden sekä jätevesien sisältämien orgaanisen aineksien biohajoavuuksia käyttäen manometristä respirometristä BOD OxiTop-menetelmää. Biohajoavuutta mitattiin standardiolosuhteiden (OECD 301F) lisäksi muissakin olosuhteissa, kuten erilaisissa maissa ja vesissä. Nämä ovat kaikki hyvin erilaisia ympäristöjä luonnossa tapahtuville biohajoavuusreaktioille. Pääasialliset erot ovat sekä orgaanisten että epäorgaanisten ravinteiden määrässä, bakteerikannoissa ja lämpötilassa. BOD OxiTop-menetelmä perustuu automaattiseen paineen muutoksen havainnointiin suljetussa astiassa. Aerobisessa reaktiossa kuluu happea ja muodostuu hiilidioksidia, joka imeytetään NaOH-pelletteihin tai -liuokseen ja tästä muodostuu alipaine. Paineen muutokset muunnetaan hapenkulutuksen arvoiksi, joista lasketaan biohajoavuusaste. Tutkittujen kierrätettyjen kasviöljyjen biohajoavuusasteet vaihtelivat välillä 60–83 %, eikä lisätty pinta-aktiivinen aine vaikuttanut kyseisten ekoöljyjen biohajoavuuteen. Mäntysaippuoiden biohajoavuus tutkittiin standardiolosuhteiden lisäksi hiekassa, mullassa, pohjavedessä sekä pintavedessä. Niiden biohajoavuusasteet vaihtelivat välillä 50–85 %. Betoninpesuaineen biohajoavuusaste standardiolosuhteissa oli 78–83 %. Kahdesta tutkituista pinta-aktiivisista aineista setrimoniumbromidi (CTAB) oli myrkyllinen liuosolosuhteissa eikä täten biohajonnut ja Triton X-100 biohajosi vain 6 %. Pinta-aktiivisen aineen lisääminen maahan aiheutti matriisina käytetyn maan biohajoamisen. Tämä voitiin selittää siten, että pintajännityksen laskemisen jälkeen neste voi paremmin tunkeutua maan pieniin huokosiin ja näin tuoda hajoamatonta orgaanista ainesta ja uusia bakteereita biohajoavuuskäyttöön. Tämä ilmiö havaittiin myös myrkyllisen pinta-aktiivisen aineen lisäyksen jälkeen. Jätevesien sisältämät orgaaniset ainekset hajosivat 25–61 % 28 päivän aikana ja niiden havaittiin olevan hiilen määrän huomioon ottaen hyvin puhtaita. Tässä tutkimuksessa saatujen tulosten perusteella tutkitut puunkuivauksen kondenssivedet voidaan laskea viemäriin, mikä on erittäin tärkeä tulos ekologiselta ja taloudelliselta kannalta katsottuna.

Abstract The integration of digital technologies into urban life and environments has accelerated rapidly over the past few decades. It has been well established that this digital augmentation is changing the way we use and experience urban places; however, more studies, especially at the micro-level and from an architectural point of view, must be conducted in order to increase our understanding of the phenomenon. In this thesis, I examine the experience and evaluation of digitally augmented public urban places through four case studies, analysing participants’ experiences of adaptive lighting pilots and urban displays deployed in real world settings. Digital augmentations were found to be able to alter the genius loci significantly; furthermore, findings from these case studies demonstrate and explain how co-design, existing use patterns and user groups in urban places, climate and weather, and sense of place affect digital augmentations. The thesis makes a methodological contribution in the form of evaluation probes. This method was developed by modifying the cultural probes method for the purposes of evaluative research of design artefacts. The proposed method allows for the emic evaluation of design artefacts without direct researcher presence. In other case studies, I have used ethnographically inspired methods to gather research materials. In analysing research materials I make a theoretical contribution by introducing the concept of emplacement into architectural research. This concept highlights the importance of place in our experience as embodied individuals. Based on my empirical results, I argue for the design of meaningful emplaced experiences through digital augmentation. I also chart the design challenges that have emerged from my studies, utilising them to develop a holistic model that aims to describe experiences of digital augmentation in public urban places. Overall, the thesis proposes participatory design evaluation as a new approach in the field of architecture. It refers to the examination and utilisation of research participants’ intersubjective accounts in the evaluation of design artefacts from an experiential point of view. I argue for the benefits of this approach for the further inclusion of research knowledge in design and planning processes. / Tiivistelmä Viimeisten vuosikymmenten aikana digitaaliset teknologiat ovat asettuneet osaksi kaupunkielämää ja kaupunkipaikkoja. Tämä ilmiö, joka on helposti havaittavissa jokapäiväisessä elämässä, on tunnistettu myös tutkimuskirjallisuudessa, missä ilmiötä on kutsuttu nimellä kaupunkipaikkojen digitaalinen augmentointi. Tähän mennessä ilmiön on todettu muuttavan kokemuksiamme kaupunkipaikoista. Lisäksi on tunnistettu, että aihetta tulisi tarkastella myös erityisesti mikrotasolla sekä arkkitehtuurin alan näkökulmasta. Tässä väitöskirjassa tarkastelen julkisten kaupunkipaikkojen digitaalista augmentointia tapaustutkimusten avulla. Analysoin tätä varten osallistujien digitaalisen augmentaation kokemuksia, mitkä ovat tapahtuneet tutkimushankkeiden sisällä tuotettujen, aidoissa kaupunkiympäristöissä tehtyjen pilottien ja konstruktien yhteydessä. Lähestymistavaltaan työni on mikrotason evaluatiivista laadullista suunnittelututkimusta. Väitöstutkimukseni käsittää myös menetelmällistä kehitystyötä. Tämän kehitystyön tuloksena esittelen evaluaatioluotainmenetelmän. Menetelmä on kehitetty alkuperäisen kulttuuriluotainmenetelmän pohjalta. Esitän analyysin alkuperäisestä menetelmästä sekä tuloksia omista empiirisistä tutkimuksistani ehdotettua menetelmää tukevina perusteina. Muut tutkimuksessa käyttämäni menetelmät ovat alkuperältään etnografisia; olen kuitenkin soveltanut menetelmiä arkkitehtuuritutkimuksen käyttöön. Analysoidakseni näitä empiirisiä tuloksia olen myös tehnyt teoreettista kehitystyötä esittelemällä arkkitehtuurintutkimukseen emplacement-käsitteen (suom. paikantuneisuus). Olen käyttänyt tätä käsitettä analysoidakseni empiirisiä tutkimusmateriaaleja abduktiivisesti. Käsitteellä pyrin ymmärtämään ja teorisoimaan paikan roolia digitaalisten augmentointien ruumiillisessa kokemuksessa ja suunnittelussa. Kokonaisuudessaan kehitän väitöskirjassa osallistavaa suunnitteluevaluaatiota (engl. participatory design evaluation lähestymistapana. Tällä tarkoitan useiden intersubjektiivisten ja kokemuksellisten näkökulmien tuomista ja käyttämistä suunnittelutuotteiden evaluatiivisessa eli arvioivassa tutkimuksessa. Väitöksessäni puollan tämän lähestymistavan hyödyllisyyttä arkkitehtuurisuunnittelussa ja -tutkimuksessa.