|
Effect of snowpack on runoff generation during rain on snow event.
Juras, Roman ; Máca, Petr (advisor) ; Ladislav , Ladislav (referee)
During a winter season, when snow covers the watershed, the frequency of rain-on-snow (ROS) events is still raising. ROS can cause severe natural hazards like floods or wet avalanches. Prediction of ROS effects is linked to better understanding of snowpack runoff dynamics and its composition. Deploying rainfall simulation together with hydrological tracers was tested as a convenient tool for this purpose. Overall 18 sprinkling experiments were conducted on snow featuring different initial conditions in mountainous regions over middle and western Europe.
Dye tracer brilliant blue (FCF) was used for flow regime determination, because it enables to visualise preferential paths and layers interface. Snowpack runoff composition was assessed by hydrograph separation method, which provided appropriate results with acceptable uncertainty. It was not possible to use concurrently these two techniques because of technical reasons, however it would extend our gained knowledge. Snowmelt water amount in the snowpack runoff was estimated by energy balance (EB) equation, which is very efficient but quality inputs demanding. This was also the reason, why EB was deployed within only single experiment.
Timing of snowpack runoff onset decrease mainly with the rain intensity. Initial snowpack properties like bulk density or wetness are less important for time of runoff generation compared to the rain intensity. On the other het when same rain intensity was applied, non-ripe snowpack featuring less bulk density created runoff faster than the ripe snowpack featuring higher bulk density. Snowpack runoff magnitude mainly depends on the snowpack initial saturation. Ripe snowpack with higher saturation enabled to generate higher cumulative runoff where contributed by max 50 %. In contrary, rainwater travelled through the non-ripe snowpack relatively fast and contributed runoff by approx. 80 %.
Runoff prediction was tested by deploying Richards equation included in SNOWPACK model. The model was modified using a dual-domain approach to better simulate snowpack runoff under preferential flow conditions. Presented approach demonstrated an improvement in all simulated aspects compared to the more traditional method when only matrix flow is considered.
|
|
Non-invasive methods for sex and steroid homones determination in gibbons of the genus Nomascus
Bolechová, Petra ; Bartoš, Luděk (advisor) ; Pavel, Pavel (referee)
The gibbon primates of the family Nomascus are classified as critically endangered species, and, to date, basic understanding and information about their biology is missing. With regard to the status of these animals in the wild and captive populations in zoos, being familiar with their reproduction, may improve captive breeding programs. Data collection in this study was to be carried out by the practical use of non-invasive methods (polymerase chain reaction for DNA extraction and enzyme immunoassays), using faecal samples for analysis. The first method, polymerase chain reaction, was used for sex determination in juveniles, because of their coat colour and visual similarity of secondary sex characteristic in both sexes; it is not possible to determinate sex without handling the animal. Another main purpose of this study is to try and answer the hypothesis regarding the ovarian cycle of females, factors influencing their hormone concentration and also the onset of sexual maturity in females and the timing of their fur colour change. Hypotheses were checked by monitoring the concentration of progesterone and oestrogen faecal metabolites and by evaluation of the composition of breeding groups of gibbons with the ZOO influence. During a four year period (from 2010 till 2014), there were a total of 51 animals analysed from 16 different zoos with a faecal sample count totalling 1618 samples. The results confirmed the use of noninvasive methods for sex determination, and thus ensuring the maximum welfare standards. Endocrinological analysis confirmed the hypothesis of the influence of the environment (ZOO) to the hormone concentrations and female´s pregnancy effect in conjunction with her age on the final results of the male - father hormone concentrations. The initial information in this study is the confirmation of the onset of ovarian cycle in young females without connection to their fur colour change and a significant factor of a mother´s impact and her territoriality. This study is the first to present a long term monitoring of ovarian cycles in females and hormone concentrations of other individuals, both male and female, and from various age groups. The results allow us to understand the possible impact of zoo environments on the reproductive status of these gibbons and contribute to the general improvement of breeding management.
|
|
Time lapse tomography of fracture progress in silicate-based composite subjected to the loading a combination with acoustic emission scanning
Kumpová, Ivana ; Kytýř, Daniel ; Fíla, Tomáš ; Veselý, V. ; Trčka, T. ; Vopálenský, Michal ; Vavřík, Daniel
The initiation and propagation of a fracture in quasi-brittle materials (such as silicatebased composite) is an increasingly discussed topic for which various methods of research have been developed/applied. As the quasi-brittle silicate-based composite compounds are very non-homogenous, the mechanism of the crack initiation and propagation can be very different even for samples with the\nidentical geometry. One possible approach to study the fracture mechanism in quasi-brittle materials is to use several different experimental techniques in a single experiment and perform detail analysis to identify generally valid fracture process phenomena. In this work, a simultaneous monitoring of fracture\nprocess zone formation and propagation by three different methods is presented and discussed. A three point bending test was performed on a notched silicate composite specimen. During the loading process, a highly accurate force displacement dependence was recorded accompanied with X-ray radiography,\nX-ray computed tomogra-phy and acoustic emission scanning.
|
|
Corrosion behavior of plasma coatings CuAl10 and CuAl50 on magnesium alloy AZ 91
Kubatík, Tomáš František ; Stoulil, J. ; Stehlíková, K. ; Slepička, P. ; Janata, Marek
The most common magnesium alloy AZ 91 is widely used as a structural material, but its use is limited at higher temperatures and high humidity. Plasma spraying is a technology that allows to prepare protective metallic and non-metallic coatings on a wide variety of substrates including magnesium and its alloys. In this study, CuAl10 and CuAl50 were plasma sprayed on magnesium alloy AZ 91 with the aim to study corrosion resistance of the plasma sprayed coatings. The corrosion resistance of layers was evaluated by the method of electrochemical potentiodynamic measurement as well as long-term corrosion tests in a condensation chamber with 0.5 mol\nNaCl at the temperature of 35 °C for 1344 hours. Layers with 1, 2, 5 passes and passes of CuAl10 with the thickness ranging from 75 to 716 mm and CuAl50 with the thickness ranging from 64 to 566 mm were prepared. The increased corrosion velocity was observed in the case of thin layers of 2 and 5 passes due to the development of a galvanic corrosion couple. The CuAl10 layer prepared with ten passes has an outstanding corrosion resistance.
|
|
Relational Verification of Programs with Integer Data
Konečný, Filip ; Bouajjani, Ahmed (referee) ; Jančar, Petr (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Tato práce představuje nové metody pro verifikaci programů pracujících s neomezenými celočíslenými proměnnými, konkrétně metody pro analýzu dosažitelnosti a~konečnosti. Většina těchto metod je založena na akceleračních technikách, které počítají tranzitivní uzávěry cyklů programu. V práci je nejprve představen algoritmus pro akceleraci několika tříd celočíselných relací. Tento algoritmus je až o čtyři řády rychlejší než existující techniky. Z teoretického hlediska práce dokazuje, že uvažované třídy relací jsou periodické a~poskytuje tudíž jednotné řešení prolému akcelerace. Práce dále představuje semi-algoritmus pro analýzu dosažitelnosti celočíselných programů, který sleduje relace mezi proměnnými programu a~aplikuje akcelerační techniky za účelem modulárního výpočtu souhrnů procedur. Dále je v práci navržen alternativní algoritmus pro analýzu dosažitelnosti, který integruje predikátovou abstrakci s accelerací s cílem zvýšit pravděpodobnost konvergence výpočtu. Provedené experimenty ukazují, že oba algoritmy lze úspěšně aplikovat k verifikaci programů, na kterých předchozí metody selhávaly. Práce se rovněž zabývá problémem konečnosti běhu programů a~dokazuje, že tento problém je rozhodnutelný pro několik tříd celočíselných relací. Pro některé z těchto tříd relací je v práci navržen algoritmus, který v polynomiálním čase vypočítá množinu všech konfigurací programu, z nichž existuje nekonečný běh. Tento algoritmus je integrován do metody, která analyzuje konečnost běhů celočíselných programů. Efektivnost této metody je demonstrována na několika netriviálních celočíselných programech.
|
|
Stability and convergence of numerical computations
Sehnalová, Pavla ; Dalík, Josef (referee) ; Horová, Ivana (referee) ; Kunovský, Jiří (advisor)
Tato disertační práce se zabývá analýzou stability a konvergence klasických numerických metod pro řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Jsou představeny klasické jednokrokové metody, jako je Eulerova metoda, Runge-Kuttovy metody a nepříliš známá, ale rychlá a přesná metoda Taylorovy řady. V práci uvažujeme zobecnění jednokrokových metod do vícekrokových metod, jako jsou Adamsovy metody, a jejich implementaci ve dvojicích prediktor-korektor. Dále uvádíme generalizaci do vícekrokových metod vyšších derivací, jako jsou např. Obreshkovovy metody. Dvojice prediktor-korektor jsou často implementovány v kombinacích modů, v práci uvažujeme tzv. módy PEC a PECE. Hlavním cílem a přínosem této práce je nová metoda čtvrtého řádu, která se skládá z dvoukrokového prediktoru a jednokrokového korektoru, jejichž formule využívají druhých derivací. V práci je diskutována Nordsieckova reprezentace, algoritmus pro výběr proměnlivého integračního kroku nebo odhad lokálních a globálních chyb. Navržený přístup je vhodně upraven pro použití proměnlivého integračního kroku s přístupe vyšších derivací. Uvádíme srovnání s klasickými metodami a provedené experimenty pro lineární a nelineární problémy.
|
|
Extensions to Probabilistic Linear Discriminant Analysis for Speaker Recognition
Plchot, Oldřich ; Fousek, Petr (referee) ; McCree,, Alan (referee) ; Burget, Lukáš (advisor)
Tato práce se zabývá pravděpodobnostními modely pro automatické rozpoznávání řečníka. Podrobně analyzuje zejména pravděpodobnostní lineární diskriminační analýzu (PLDA), která modeluje nízkodimenzionální reprezentace promluv ve formě \acronym{i--vektorů}. Práce navrhuje dvě rozšíření v současnosti požívaného PLDA modelu. Nově navržený PLDA model s plným posteriorním rozložením modeluje neurčitost při generování i--vektorů. Práce také navrhuje nový diskriminativní přístup k trénování systému pro verifikaci řečníka, který je založený na PLDA. Pokud srovnáváme původní PLDA s modelem rozšířeným o modelování neurčitosti i--vektorů, výsledky dosažené s rozšířeným modelem dosahují až 20% relativního zlepšení při testech s krátkými nahrávkami. Pro delší testovací segmenty (více než jedna minuta) je zisk v přesnosti menší, nicméně přesnost nového modelu není nikdy menší než přesnost výchozího systému. Trénovací data jsou ale obvykle dostupná ve formě dostatečně dlouhých segmentů, proto v těchto případech použití nového modelu neposkytuje žádné výhody při trénování. Při trénování může být použit původní PLDA model a jeho rozšířená verze může být využita pro získání skóre v případě, kdy se bude provádět testování na krátkých segmentech řeči. Diskriminativní model je založen na klasifikaci dvojic i--vektorů do dvou tříd představujících oprávněný a neoprávněný soud (target a non-target trial). Funkcionální forma pro získání skóre pro každý pár je odvozena z PLDA a trénování je založeno na logistické regresi, která minimalizuje vzájemnou entropii mezi správným označením všech soudů a pravděpodobnostním označením soudů, které navrhuje systém. Výsledky dosažené s diskriminativně trénovaným klasifikátorem jsou podobné výsledkům generativního PLDA, ale diskriminativní systém prokazuje schopnost produkovat lépe kalibrované skóre. Tato schopnost vede k lepší skutečné přesnosti na neviděné evaluační sadě, což je důležitá vlastnost pro reálné použití.
|
|
Sharing Local Information for Faster Scanning-Window Object Detection
Hradiš, Michal ; Kälviäinen, Heikki (referee) ; Matas, Jiří (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Cílem této dizertační prace je vylepšit existující detektory objektů pomocí sdílení informace a výpočtů mezi blízkými pozicemi v obraze. Navrhuje dvě metody, které jsou založené na Waldově sekvenčním testu poměrem pravděpodobností a algoritmu WaldBoost. První z nich, Early non-Maxima Suppression , přesunuje rozhodování o potlačení nemaximálních pozic ze závěrečné fáze do fáze vyhodnocování detektoru, čímž zamezuje zbytečným výpočtům detektoru v nemaximálních pozicích. Metoda neighborhood suppression doplňuje existující detektory o schopnost zavrhnout okolní pozice v obraze. Navržené metody je možné aplikovat na širokou škálu detektorů. Vyhodnocení obou metod dokazují jejich výrazně vyšší efektivitu v porovnání s detektory, které vyhodnocují jednotlivé pozice obrazu zvlášť. Dizertace navíc prezentuje výsledky rozsáhlých experimentů, jejichž cílem bylo vyhodnotit vlastnosti běžných obrazových příznaků v několika detekčních úlohách a situacích.
|
|
Srovnání citlivosti 17 ekotoxikologických bioestů pro detekci cyanotoxinů
Maršálek, Blahoslav ; Bláha, L.
Detection potential of some bioassays used for cyanotoxin detection seems to be promising, but the real comparison of results and the sensitivity to cyanotoxins is imposible, because different authors use different cyanobacterial sample with uncomparable toxin composition, different methods for sample preparation, different design of bioassay, media, etc. A critical comparison of alternative bioassays for cyanotoxins detection, which is important for water management is up to date still missing. The aim of the present study was to compare the sensitivity of 17 bioassays for cyanotoxins detection (with respect to the content of hepatotoxic microcystins )using the same cyanobacterial biomass, and the same sample preparation . Additional aims of this study was as follow: i) can the fractionation of cyanobacterial biomass improve the sensitivity and decrease the variability of bioassays? , ii) which bioassay can more precisely dicrimine the presence of microcystins - is there any dose-response relationships? Cyanobacterial biomass was fractionated by SPE-C18 columns. Crude aqueous extracts, "non-toxic" pigment fraction without microcystins and "toxic" fractions (concentrated microcystins) were compared. This fractionation allowed to determine if the toxicity is due to microcystins, or some other not monitored metabolites present in the complex crude extract.
|
|
Vývoj metodologické a technologické platformy pro neinvazivní odhad fenolických látek v listech a bobulích
ŠEBELA, David
Plant optical signals can serve as important source of information about biochemical and physiological processes in plants. These signals are influenced by compounds synthesized by plants during primary or secondary metabolism and thus, can also serve as their qualitative and quantitative indicators. Light reaching plant surface (leaf or fruit) can undergo three main pathways- it can be (i) reflected, (ii) absorbed or it can (iii) transmit through plant material. The probability of these three processes depends on particular wavelength of incident irradiation and on the morphological characteristics of plant tissues themselves. As such, plant contains various spectrum of photosynthetic pigments and fluorescent compounds which can either reflect, absorb or pass incident irradiation through at specific wavelengths. Biophysical techniques working with these optical properties of plant pigments and/or other compounds have become universal and common tool in basic and applied research. To quote some example, chlorophyll fluorescence imaging, UV induced fluorescence or spectroscopic techniques are on the top of interest thanks to its non-invasive nature, allowing maintain the integrity of measured cells or the whole plant constituents. The main aim of this thesis is to provide a comprehensive study on the possibility of non-invasive monitoring of phenolic compounds in the leaves and fruits.
|
guest ::
