|
|
Classification of Varying-Size Plankton Images with Convolutional Neural Network
Bureš, Jaroslav ; Juránek, Roman (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This work considers techniques of automatic image analysis based on convolutional neural networks (CNN) focused on plankton classification. There is a large variation in the shapes and sizes of plankton images. This makes the classification for CNN based methods challenging since CNNs typically require a fixed input size. Naive methods utilize scaling of the images to a common size. However, this operation leads to the loss of small details that are necessary for correct classification. The aim of this work was to design and implement a CNN-based classifier of plankton images and explore possible methods that can deal with a variety of image sizes. Multiple methods such as patch cropping, utilization of a spatial pyramid pooling layer, inclusion of metadata and construction of multi-stream model were evaluated on a challenging dataset of phytoplankton images. With these methods an improvement of 1.0 point was achieved for the InceptionV3 architecture resulting in an accuracy of 96.2 %. The main contribution of this thesis is an improvement of multiple CNN plankton classifiers by successfully applying these methods.
|
|
| |
|
|
Classification of Varying-Size Plankton Images with Convolutional Neural Network
Bureš, Jaroslav ; Juránek, Roman (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This work considers techniques of automatic image analysis based on convolutional neural networks (CNN) focused on plankton classification. There is a large variation in the shapes and sizes of plankton images. This makes the classification for CNN based methods challenging since CNNs typically require a fixed input size. Naive methods utilize scaling of the images to a common size. However, this operation leads to the loss of small details that are necessary for correct classification. The aim of this work was to design and implement a CNN-based classifier of plankton images and explore possible methods that can deal with a variety of image sizes. Multiple methods such as patch cropping, utilization of a spatial pyramid pooling layer, inclusion of metadata and construction of multi-stream model were evaluated on a challenging dataset of phytoplankton images. With these methods an improvement of 1.0 point was achieved for the InceptionV3 architecture resulting in an accuracy of 96.2 %. The main contribution of this thesis is an improvement of multiple CNN plankton classifiers by successfully applying these methods.
|
|
|
Detekce a monitoring potenciálně toxických sinicových lipopeptidů
BÁRTOVÁ, Marie
Cílem práce bylo designování a optimalizace PCR primerů pro detekci potenciálních sinicových producentů cytotoxických lipopeptidů puwainaphycinů a minutissamidů v environmentálních vzorcích. Na základě předchozích dat byly testovány vzorky ze dvou různých lokalit. První sada odebraných vzorků se skládala ze sinicových půdních biofilmů z pastvin ovcí, postižených onemocněním Alveld v Norsku. Druhá část vzorků obsahuje vzorky planktonních sinicových květů v CHKO Třeboňsko a okolí. Pro hodnocení přítomnosti lipopeptidů sinic byly použity tři různé postupy: mikroskopie, PCR s navrženými primery a analýza kapalinovou chromatografií - hmotnostní spektrometrií. Výsledky této studie potvrdily specificitu nově navržených PCR primerů. Na obou testovaných lokalitách byla prokázána přítomnost producentů puwainaphycinů / minutissamidů.
|
|
|
Nevstoupíš dvakrát do téhož rybníka aneb vývoj rybničních ekosystémů od Šusty k hypertrofii
Vrba, Jaroslav ; Benedová, Z. ; Jezberová, Jitka ; Matoušů, Anna ; Musil, M. ; Nedoma, Jiří ; Pechar, L. ; Potužák, J. ; Řeháková, Klára ; Šimek, Karel ; Šorf, M. ; Zemanová, J.
Shallow manmade fishponds in south Bohemia were used for fish production for centuries, however, their ecosystems have changed dramatically due to excessive nutrient loading and fish stocking. Preliminary results of ten sampled fishponds suggested their hypertrophic status at present, while their plankton structure and dynamics reflected the actual size/age class of fish stock consisting predominantly of common carp. Planktivorous fish (both young carp and whitefish) remarkably reduced abundance, size, and species diversity of crustacean zooplankton, in particular large daphnids, whereas larger carp itself did not cause such a strong top-down effect. All other plankton components, i.e. phytoplankton, bacteria, protists, and rotifers showed rather high abundance and diversity, and suggested a reasonable impact of various microbial processes and interactions in the recent hypertrophic ecosystems.
|
|
|
Obsah biogenů (N,P) ve vodě a sedimentu vybraných rybníků
Horák, Filip
Náplní diplomové práce byl sedmiměsíční monitoring biogenních prvků (P, N) ve vodě a v sedimentech vybraných rybníků pro Rybnikářství Pohořelice a.s. Jednalo se o rybníky Šumický horní, Šumický dolní a Pohořelický. Odběry se prováděly dvakrát měsíčně ze dvou odběrných míst, které se nacházely u hráze rybníků. Z odebraných vzorků se na Mendelově univerzitě v Brně na Oddělení rybářství a hydrobiologie se ve stejný den stanovovaly fyzikálně-chemické parametry vody, kvalitativní a kvantitativní složení planktonních společenstev. U rybníku Šumický horní byl také odebrán vzorek sedimentu a analyzován. Cílem měření bylo odůvodnit úhyny rybí obsádky v letních měsících na rybníku šumický horní, který Rybníkářství Pohořelice a.s. zajímal primárně. Měření prokázalo, že na začátku července poklesl obsah rozpuštěného kyslíku, což vedlo k úhynu části rybí obsádky. Proto bylo navrhnuto snížit rybí obsádku a omezit hnojení chlévskou mrvou. Z toho důvodu bylo doporučeno odbahnění rybníku a při poklesu rozpuštěného kyslíku pod kritickou mez aplikovat dávku superfosfátu.
|
|
|
Úloha mikrobiotopů v časo-prostorové diferenciaci společenstev fytoplanktonních bičíkovců
Pusztai, Martin ; Němcová, Yvonne (vedoucí práce) ; Bílý, Michal (oponent)
V této diplomové práci se zabývám faktory ovlivňujícími druhovou bohatost a strukturu společenstev fytoplanktonu bičíkovců. Cílem této práce bylo objasnit úlohu mikrobiotopů v časo-prostorové diferenciaci lentických společenstev těchto bičíkovců, která doposud nebyla důkladněji prozkoumána. Studie probíhala v letech 2010-2013 v mělkém litorálu lokality Horní rybník, PR Rybníčky u Podbořánek. Fytoplanktonní bičíkovci vykazovali charakteristickou cyklickou sezónní dynamiku, jež se projevovala v průkazně odlišné struktuře i druhové bohatosti jejich společenstev v různých obdobích. Šupinaté chrysomonády, v kontrastu s tím, vykazovaly necyklickou sezónní dynamiku. Vliv sezóny byl silně korelován s vlivem zaznamenaných abiotických faktorů prostředí - pH, konduktivitou a teplotou. Prostorová heterogenita společenstev fytoplanktonních bičíkovců byla během plošného odběru ze 75,8 %, respektive 64,4 %, průkazně vysvětlena gradientem provázaných abiotických faktorů mezi severním a jižním břehem a vlivem mikrobiotopu - substrátu. Mikrobiotop však fungoval jako výrazný faktor s průkazným vlivem na druhovou bohatost i strukturu společenstev rovněž během sezóny. Efekt vlivu mikrobiotopu se projevil nejen při "hrubším" porovnání planktonního prostředí s metafytonem a epipelonem, ale také na úrovni konkrétních substrátů....
|
|
|
Obohacování Jižního oceánu železem
Přibylová, Petra ; Koblížek, Michal (vedoucí práce) ; Nedbalová, Linda (oponent)
Tato práce shrnuje současnou úroveň znalostí o vlivu železa na růst planktonu ve vztahu ke snižování koncentrace CO2 v atmosféře. V rozsáhlých oblastech Tichomoří a Jižního oceánu je železo limitujícím faktorem pro růst fytoplanktonu. Tato práce je zaměřena na oblast Jižního oceánu, kde chronologicky popisuje přírodní a umělé experimenty, jejichž cílem bylo zjistit možnosti umělého obohacování oceánu železem. Principem umělých pokusů bylo přidání roztok železa do vrchní vrstvy oceánu, které mělo za následek zvýšený růst fytoplanktonu a koncentrace chlorofylu. U přírodních obohacení byla také pozorována reakce planktonu na přísun železa z výstupných proudů (upwellingu). I v těchto případech byl zaznamenán větší přírůstek fytoplanktonu a jeho chlorofylu. V současné době živě diskutovaná možnost velkoplošného obohacování je zatím z důvodu obav z dopadů takového geoinženýrství a nedostatečného poznání zakázána Spojenými národy.
|
|
|
Vývoj softwarové aplikace pro zpracování vzorků planktonu
KROČÁK, Vladimír
Tato bakalářská práce se zabývá vytvořením nové aplikace využívané ke kvantitativní- mu zpracování vzorků vodních bezobratlých živočichů. Aplikace má nahradit v sou- časnosti používané řešení vytvořené v letech 1997-1999 prof. RNDr. Adamem Petruskem, Ph.D. Výsledná aplikace bude zároveň sloužit jako platforma pro další potřeby Katedry biologie ekosystémů Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Aplikace a její zdrojové kódy budou následně uveřejněny pod svobodnou licencí (MIT) tak, aby mohl být zajištěn její další vývoj.
|
|
|
Hodnocení stability rybničního ekosystému v Národní přírodní rezervaci Řežabinec
ŠRÁMEK, Pavel
V první části práce je charakterizován rybniční ekosystém a Národní přírodní rezervace Řežabinec z hlediska jejího historického vývoje a vzniku. Jsou zde zmíněny metody, způsoby a systém ochrany lokality. V práci je popsán způsob rybářského hospodaření v obdobích platnosti jednotlivých plánů péče, zemědělské hospodaření v posledních pěti letech a vodohospodářské poměry v lokalitě. Ekosystém je posuzován na základě mně dostupných literárních údajů. Ve vlastní práci se zaměřuji na sledování chemismu vody a stavu oživení nádrže a to především z hlediska vývoje biomasy a druhového zastoupení zooplanktonu v průběhu jednoho vegetačního období. Věnuji se také rybářskému a zemědělskému hospodaření a vodohospodářským poměrům v dané lokalitě. Okrajově posuzuji ponořenou a litorální vegetaci a výskyt vodního ptactva. V práci je prokázána závislost velikosti rybí obsádky na četnosti a druhovém zastoupení zooplanktonu a pozitivní vliv nižších obsádek na rozvoj a stabilitu celého ekosystému. Ke stabilitě přispívá i citlivé zemědělské hospodaření v posledním období.
|
host ::
RSS.