|
|
Exploring correlation between vegetation indices and plant nitrogen uptake
Pavlačková, Alena ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Excessive fertilization can cause environmental pollution, such as water contamination and greenhouse gas emissions, along with economic losses. To mitigate these issues, it is important to adjust fertilization rates to the specific needs of crops. This thesis explores the use of remotely sensed vegetation indices to monitor crop nitrogen uptake and guide fertilization application. The study was conducted in Oensingen, Switzerland, during an internship at ETH Zürich. The main objective was to develop a prediction model based on vegetation indices to estimate the nitrogen uptake of grass-clover mixtures and winter wheat. Additionally, the correlation between various vegetation indices and crop characteristics, especially nitrogen uptake, was analyzed. Vegetation indices (NDVI, NDRE, GNDVI, MCARI, EVI) were derived from Sentinel-2 images using Google Earth Engine. Various crop characteristics, including the Leaf Area Index (LAI) and crop height, were measured, and winter wheat samples were analyzed for nitrogen uptake using an elemental analyzer. Additional nitrogen uptake data for grass from previous years was also included. In total, data from the years 2021-2023, that included both grass-clover mixture and winter wheat values, were used in the analysis. Correlation and regression analysis were performed to examine the relationships between vegetation indices and the measured crop characteristics. The index showing the strongest relationship with crop nitrogen uptake was then used to create a prediction model. The analysis revealed that the Enhanced Vegetation Index (EVI) was the most effective predictor of nitrogen uptake. The constructed prediction model based on EVI values achieved a high coefficient of determination (R$^2$) of 0.89, a low root mean square error (RMSE) of 1.05, and a mean absolute error (MAE) of 0.89. The results indicate that EVI is a reliable index for predicting nitrogen uptake in crops. The developed EVI-based model could be potentially used for optimizing nitrogen application in crops, which can reduce the negative environmental and economic impacts of over-fertilization.
|
|
|
Rozšířeni funkčnosti přístroje LaiPen
Trtílek, Jakub ; Šandera, Josef (oponent) ; Hejátková, Edita (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je rozšíření funkčnosti přístroje LaiPen LP 100 o hlasové rozhraní tak, aby bylo uživateli usnadněno během práce s přístrojem zadávání názvů dřevin. Manuální výběr typu porostu u stávající verze přístroje je v praxi využíván zřídka z důvodu časové náročnosti. Výběr, začlenění a naprogramování hlasového modulu EasyVR 2.0 bylo tématem mé práce. Dále pak návrh ovládacího menu a kompletní integrace modulu do přístroje. Pro začlenění modulu do přístroje LaiPen bylo zapotřebí navrhnout modul, který bude zprostředkovávat komunikaci mezi procesorem a hlasovým modulem. Práce se tedy zabývá také návrhem převodníku druhů komunikace I2C/UART. Pro tento převodník byl vybrán mikrokontrolér Max3109, pro který bylo zapotřebí naprogramovat hlavní ovládací funkce.
|
|
|
Vztah biochemických a fyziologických parametrů listu vybraných druhů trav k jejich kompetiční roli v reliktní krkonošské tundře.
Mamula, Petr Martin ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Tylová, Edita (oponent)
Krkonošská arkto-alpinská tundra je oblast, která je součástí Krkonošského národního parku, s unikátním ekosystémem a biodiverzitou. Tato oblast byla v historii velmi zásadně ovlivněná zásahem člověka, který zde hospodařil a zapříčinil se tak o vznik dnes vzácného ekosystému smilkových (Nardus stricta L.) luk. Na těchto smilkových loukách roste díky nízkému vzrůstu a řídkému olistění smilky mnoho dalších rostlinných druhů, které jsou mnohdy endemičtí a chránění. Smilka (N. stricta) je ovšem v posledních letech přerůstána jinými trávami, jako je například třtina chloupkatá (Calamagrostis villosa J. F. Gmelin), která svým vyšším vzrůstem a těsným zápojem zakrývajícím povrch neumožňuje růst vzácným druhům jako smilka. Cílem této práce proto bylo u smilky (N. stricta) a dalších tří vybraných druhů trav - metlice trsnatá (Deschampsia cespitosa (L.) P. Beauv.), bezkolenec modrý (Molinia caerulea (L.) Moench) a třtina chloupkatá (C. villosa), identifikovat na základě biochemických, strukturálních a fyziologických parametrů listoví parametr nebo kombinaci parametrů, které by mohly dávat konkurenčním travinám smilky kompetiční výhodu. Terénní výzkum a odběr vzorků listoví, pro následné laboratorní zpracování, probíhal v okolí Luční boudy v Krkonošské arkto-alpinské tundře v červnu, červenci a srpnu 2020 a...
|
|
|
Application of imaging spectroscopy in monitoring of vegetation stress caused by soil pollutants in the Sokolov lignite basin
Mišurec, Jan ; Kupková, Lucie (vedoucí práce) ; Pavelka, Karel (oponent) ; Homolová, Lucie (oponent)
Lesy mohou být považovány za jeden z nejdůležitějších ekosystémů Země nejen kvůli produkci kyslíku a ukládání uhlíku prostřednictvím fotosyntézy, ale současně jako zdroj mnoha přírodních surovin (např. dřeva) a jako životní prostor mnoha specifických druhů rostlin a živočichů. Monitoring stavu lesa je proto naprosto zásadní činností k udržení všech ekologických a produkčních funkcí lesních ekosystémů. Hlavním cíle práce je vývoj alternativního přístupu k monitoringu zdravotního stavu lesa založeného na analýze leteckých hyperspektrálních dat (HyMap) s podporou pozemního průzkumu. Navrhovaný postup se snaží využívat obdobné parametry vegetace jako současné klasické metody hodnocení stavu lesa založené na terénním průzkumu. Význam navrhovaných metod pravděpodobně významně vzroste v době, kdy plánované družicové hyperspektrální mise (např. EnMap) dosáhnou operační fáze. Vyvíjený přístup k monitoringu stavu lesa je prakticky demonstrován na příklad dospělých porostů smrku ztepilého (Picea abies L. Karst) v oblasti Sokolovské hnědouhelné pánve, které byly dlouhodobě ovlivňovány těžbou uhlí a přítomností těžkého průmyslu a u kterých byla tudíž předpokládána značná variabilita zdravotního stavu. Dvojice modelů přenosu záření byla použita pro simulaci spektrálních signatur na úrovni jehlic: PROSPECT-5 a...
|
|
|
Index listové plochy solitérů a liniových výsadeb dřevin
Binková, Tereza
Abstrakt Bakalářská práce Index listové plochy solitérů a liniových výsadeb dřevin se zabývá zjištěním indexu listové plochy (LAI) u vybraných liniových společenstev a solitérních stromů přímou a nepřímou metodou. Pro nepřímou metodu zjištění indexu listové plochy byly použity dva přístroje a to: 1) LAI-2000 PCA (LiCor, USA) jako světový standard a 2) LaiPen LP_100 (PSI, ČR) jako nový obdobný přístroj, který je pro využití v praxi přijatelnější. Jako srovnávací přímá metoda byla využita metoda opadoměrů (popř. sběru listí). Cílem práce bylo zhodnotit možnost využití zmíněných přístrojů založených na nepřímých metodách stanovení LAI v případě liniových společenstev a solitérních stromů v krajině. Z výsledků vyplynulo, že použité nepřímé metody pravděpodobně nejsou pro stanovení LAI u solitérů a liniových výsadeb dřevin vhodné a to především z důvodu velkého vlivu synoptické situace na naměřené hodnoty. Navíc se ukázalo, že ani přímá metoda pomocí opadoměrů nedosahuje požadované přesnosti, jelikož množství zachyceného opadu bylo silně ovlivněno působením větru. Z těchto závažných důvodů je doporučeno využít pro stanovení LAI u solitérů a liniových výsadeb dřevin jiné přímé, polopřímé či nepřímé metody.
|
|
|
Variabilita podkorunových srážek ve smrkovém porostu
Smrček, Jan
Tato práce se zabývá variabilitou srážek v porostu smrku ztepilého (Picea abies (L.) Karst) o stáří třiceti devíti let. Výzkumná plocha se nacházela ve výšce 620 m. n. m. a její plocha činila 625 m2. Variabilita srážek byla hodnocena pomocí dvaceti pěti srážkoměrů rozmístěných v porostu a porovnávána se srážkami volné plochy na meteorologické věži. Následně byly pomocí hemisférické fotografie a indexu listové plochy změřeny strukturní parametry porostu a v závislosti na těchto parametrech byly hodnoceny podkorunové srážky. Data byla zpracovávána v programech EXCEL a STATISTICA. Bylo zjištěno, že míra zapojení a hustota listoví porostu přímo ovlivňuje srážky dopadnuvší pod porost. Rovněž bylo zjištěno, že nejvyšší srážky jsou v místě doteku korun stromů.
|
|
|
Prostorová distribuce sněhu v lokalitě s rozdílnou strukturou lesa na Šumavě
Švejdová, Klára ; Jeníček, Michal (vedoucí práce) ; Šípek, Václav (oponent)
Sněhová pokrývka je silně ovlivňována faktory prostředí, ve kterém se nachází. Vedle meteorologických a topografických podmínek hraje důležitou roli i přítomnost vegetace a její struktura. Cílem této práce je zjistit, do jaké míry ovlivňuje struktura vegetace distrubuci sněhu. Během zimní sezóny 2019 byla provedena celkem čtyři měření na zájmové lokalitě nacházející se na Šumavě v povodí Kvildského potoka. Předmětem měření byla výška sněhu a vodní hodnota sněhu (SWE). Vegetace byla popsána pomocí indexu listové plochy (LAI), který byl získán z hemisférických fotografií pořízených na lokalitě. K výpočtu faktoru tání byla použita metoda degree-day. Vliv vegetace byl zkoumán pomocí korelačních a regresních analýz. Výška sněhu a s ní spojená vodní hodnota sněhu byla pod zdravým smrkovým lesem výrazně nižší než na otevřené ploše i kůrovcem poškozeném lese, ve kterém se projevila defoliace. Vliv vegetace byl nejvyšší v době akumulace a postupem času se snižoval. Nejvyšší variabilita mezi hodnotami SWE byla při posledním měření ve fázi tání. Pro období mezi posledními dvěma měřeními byl vypočítán faktor tání 2,3 mm∙řC-1 ∙d-1 .
|
|
|
Application of imaging spectroscopy in monitoring of vegetation stress caused by soil pollutants in the Sokolov lignite basin
Mišurec, Jan ; Kupková, Lucie (vedoucí práce) ; Pavelka, Karel (oponent) ; Homolová, Lucie (oponent)
Lesy mohou být považovány za jeden z nejdůležitějších ekosystémů Země nejen kvůli produkci kyslíku a ukládání uhlíku prostřednictvím fotosyntézy, ale současně jako zdroj mnoha přírodních surovin (např. dřeva) a jako životní prostor mnoha specifických druhů rostlin a živočichů. Monitoring stavu lesa je proto naprosto zásadní činností k udržení všech ekologických a produkčních funkcí lesních ekosystémů. Hlavním cíle práce je vývoj alternativního přístupu k monitoringu zdravotního stavu lesa založeného na analýze leteckých hyperspektrálních dat (HyMap) s podporou pozemního průzkumu. Navrhovaný postup se snaží využívat obdobné parametry vegetace jako současné klasické metody hodnocení stavu lesa založené na terénním průzkumu. Význam navrhovaných metod pravděpodobně významně vzroste v době, kdy plánované družicové hyperspektrální mise (např. EnMap) dosáhnou operační fáze. Vyvíjený přístup k monitoringu stavu lesa je prakticky demonstrován na příklad dospělých porostů smrku ztepilého (Picea abies L. Karst) v oblasti Sokolovské hnědouhelné pánve, které byly dlouhodobě ovlivňovány těžbou uhlí a přítomností těžkého průmyslu a u kterých byla tudíž předpokládána značná variabilita zdravotního stavu. Dvojice modelů přenosu záření byla použita pro simulaci spektrálních signatur na úrovni jehlic: PROSPECT-5 a...
|
|
|
Rozšířeni funkčnosti přístroje LaiPen
Trtílek, Jakub ; Šandera, Josef (oponent) ; Hejátková, Edita (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je rozšíření funkčnosti přístroje LaiPen LP 100 o hlasové rozhraní tak, aby bylo uživateli usnadněno během práce s přístrojem zadávání názvů dřevin. Manuální výběr typu porostu u stávající verze přístroje je v praxi využíván zřídka z důvodu časové náročnosti. Výběr, začlenění a naprogramování hlasového modulu EasyVR 2.0 bylo tématem mé práce. Dále pak návrh ovládacího menu a kompletní integrace modulu do přístroje. Pro začlenění modulu do přístroje LaiPen bylo zapotřebí navrhnout modul, který bude zprostředkovávat komunikaci mezi procesorem a hlasovým modulem. Práce se tedy zabývá také návrhem převodníku druhů komunikace I2C/UART. Pro tento převodník byl vybrán mikrokontrolér Max3109, pro který bylo zapotřebí naprogramovat hlavní ovládací funkce.
|
|
|
Hodnocení defoliace vinic s ohledem na stanovení rozsahu redukce listové plochy
Tisarová, Mária
Diplomová práce se zabývá hodnocením defoliace vinic s ohledem na stanovení rozsahu redukce listové plochy u odrůd Hibernal, Zweigeltrebe a Cabernet Moravia. Pokus byl prováděn v roce 2013 na pokusných stanovištích v katastrálním území Lednice na Moravě a Rakvice. Vývoj listové plochy byl hodnocen přístrojem ADC BioScientific Ltd. Ve třech termínech (červen, červenec, srpen) ve fenofázi kvetení, fenofázi vývoje plodů a fenofázi zrání plodů. Z naměřených údajů byl stanoven index listové plochy (LAI) a rozsah odlistění. Pomocí analytických metod byly hodnoceny parametry kvality hroznů -- cukernatost, pH, obsah kyselin, obsah asimilovatelného dusíku a další za účelem zjištění optimálního termínu redukce listové plochy révového keře. Součástí práce bylo i hodnocení provozních nákladů u defoliátorů.
|
host ::
RSS.