|
Vliv sněhové pokrývky na odtok během dešťových srážek.
Juras, Roman ; Máca, Petr (vedoucí práce) ; Ladislav , Ladislav (oponent)
V zimním období, kdy leží na povodí sněhová pokrývka, stále přibývá výskytu dešťových srážek. Déšť dopadající na sníh (ROS) má často za následek vznik povodní a mokrých lavin. Predikce vlivu ROS záleží především na lepším pochopení mechanismů vzniku a složení odtoku ze sněhové pokrývky. Spojení simulace deště na sněhovou pokrývku a využití stopovačů bylo testováno jako vhodný nástroj pro tento účel. Celkem bylo provedeno 18 experimentů na sněhovou pokrývku s různými počátečními vlastnostmi v horských podmínkách střední a západní Evropy.
Pro určení charakteru proudění bylo použito barvivo brilliant blue (FCF), pomocí kterého je možné vizualizovat preferenční cesty, ale i určit rozhraní dvou vrstev o různých hydraulických vlastnostech. Zastoupení jednotlivých složek odtékající vody na výtoku bylo stanoveno pomocí metody separace hydrogramu, která poskytuje dobré výsledky s přijatelnou nejistotou. Z technických důvodů nebylo možné obě metody použít současně během jednoho experimentu, i když by to ještě více rozšířilo znalosti o dynamice proudění dešťové vody ve sněhové pokrývce. Množství tavné vody bylo vypočteno pomocí rovnice energetické bilance. Použití této rovnice je poměrně přesné, ale zároveň náročné na vstupy. Z toho důvodu bylo tání vypočteno pouze u jednoho experimentu.
Rychlost vzniku odtoku roste v první řadě intenzitou srážky. Počáteční vlastnosti sněhové pokrývky, jako hustota a vlhkost, ovlivňují rychlost vzniku odtoku až druhotně. Na druhou stranu při stejné intenzitě srážky vykazovala nevyzrálá sněhová pokrývka s malou hustotou rychlejší hydrologickou odpověď, než vyzrálá pokrývka s větší hustotou. Velikost odtoku je závislá, především na počátečním nasycení. Vyzrálá sněhová pokrývka s vyšším počátečním nasycení generovala vyšší celkový odtok, kde dešťová voda přispívala maximálně z 50ti %. Proti tomu protekla dešťová voda nevyzrálou sněhovou pokrývkou poměrně rychle a do odtoku se propagovala přibližně z 80ti %.
Pro predikci odtoku během ROS byla použita Richardsova rovnice v rámci modelu SNOWPACK. Tento model byl upraven tak, že byla sněhová matrice rozdělena pro lepší simulaci preferenčního proudění. Tento přístup přinesl zlepšení výsledků oproti klasickému přístupu, kdy se uvažuje pouze matricové proudění.
|
|
Neinvazivní metody pro stanovení pohlaví a stereoidních hormonů u gibonů rodu Nomascus
Bolechová, Petra ; Bartoš, Luděk (vedoucí práce) ; Pavel, Pavel (oponent)
Giboni rodu Nomascus patří ke kriticky ohroženému druhu, o kterém zároveň chybí velké množství základních biologických informací. Vzhledem ke statutu těchto zvířat ve volné přírodě i počtu chovaných jedinců v chovu zoologických zahrad je prioritní otázkou zlepšení managmentu chovu, kam patří i znalost reprodukce. Základním cílem této práce je praktické využití neinvazivních metod (polymerázová řetězová reakce k extrakci DNA a enzymové imunotesty), využívajících k analýzám vzorky výkalů. První metoda, polymerázová řetězová reakce, byla využita pro determinaci pohlaví u mláďat, protože kvůli jejich specifickému zbarvení a vzhledové podobnosti vnějších pohlavních orgánů, není diagnostika možná bez odchycení zvířete. Další částí je zodpovězení hypotéz týkajících se ovariálního cyklu samic a faktorů ovlivňujících jejich koncentrace včetně souvislosti nástupu pohlavního cyklu u samic a jejich změny barvy srsti. Hypotézy byly ověřeny sledováním výše koncentrací metabolitů progesteronu a estrogenu ve výkalech a vyhodnocením složení chovné skupiny gibonů a vlivu ZOO. Celkem bylo analyzováno během čtyř let (2010-2014) 51 zvířat z 16 zoologických zahrad v celkovém množství 1618 vzorků výkalů. Výsledky potvrdily využití neinvazivních metod pro determinaci pohlaví a tak zajištění maximálního welfare v chovech. Endokrinologické analýzy potvrdily hypotézy o vlivu prostředí (ZOO) na koncentraci hormonů a vliv březosti samice a jejího věku na výši koncentrace hormonů, ale také vliv březosti na koncentraci hormonů u samců-otců. Prvotní informací v této studii je potvrzení nástupu ovariálního cyklu u mladých samic bez návaznosti na jejich přebarvení a významný faktor vlivu matky a její teritoriality. Tato studie předkládá první dlouhodobější monitoring ovariálního cyklu u samic a koncentrace hormonů u ostatních jedinců ve všech věkových kategoriích i pohlaví. Výsledky umožňují pochopit vliv chovatelského prostředí na reprodukční postavení těchto gibonů a přispívají k celkovému zlepšení managementu chovu.
|
|
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 (oponent) ; Jančar, Petr (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
This work presents novel methods for verification of reachability and termination properties of programs that manipulate unbounded integer data. Most of these methods are based on acceleration techniques which compute transitive closures of program loops. We first present an algorithm that accelerates several classes of integer relations and show that the new method performs up to four orders of magnitude better than the previous ones. On the theoretical side, our framework provides a common solution to the acceleration problem by proving that the considered classes of relations are periodic. Subsequently, we introduce a semi-algorithmic reachability analysis technique that tracks relations between variables of integer programs and applies the proposed acceleration algorithm to compute summaries of procedures in a modular way. Next, we present an alternative approach to reachability analysis that integrates predicate abstraction with our acceleration techniques to increase the likelihood of convergence of the algorithm. We evaluate these algorithms and show that they can handle a number of complex integer programs where previous approaches failed. Finally, we study the termination problem for several classes of program loops and show that it is decidable. Moreover, for some of these classes, we design a polynomial time algorithm that computes the exact set of program configurations from which nonterminating runs exist. We further integrate this algorithm into a semi-algorithmic method that analyzes termination of integer programs, and show that the resulting technique can verify termination properties of several non-trivial integer programs.
|
|
Stability and convergence of numerical computations
Sehnalová, Pavla ; Dalík, Josef (oponent) ; Horová, Ivana (oponent) ; Kunovský, Jiří (vedoucí práce)
The aim of this thesis is to analyze the stability and convergence of fundamental numerical methods for solving ordinary differential equations. These include one-step methods such as the classical Euler method, Runge-Kutta methods and the less well known but fast and accurate Taylor series method. We also consider the generalization to multistep methods such as Adams methods and their implementation as predictor-corrector pairs. Furthermore we consider the generalization to multiderivative methods such as Obreshkov method. There is always a choice in predictor-corrector pairs of the so-called mode of the method and in this thesis both PEC and PECE modes are considered. The main goal and the new contribution of the thesis is the use of a special fourth order method consisting of a two-step predictor followed by an one-step corrector, each using second derivative formulae. The mathematical background of historical developments of Nordsieck representation, the algorithm of choosing a variable stepsize or an error estimation are discussed. The current approach adapts well to the multiderivative situation in variable stepsize formulations. Experiments for linear and non-linear problems and the comparison with classical methods are presented.
|
|
Extensions to Probabilistic Linear Discriminant Analysis for Speaker Recognition
Plchot, Oldřich ; Fousek, Petr (oponent) ; McCree,, Alan (oponent) ; Burget, Lukáš (vedoucí práce)
This thesis deals with probabilistic models for automatic speaker verification. In particular, the Probabilistic Linear Discriminant Analysis (PLDA) model, which models i--vector representation of speech utterances, is analyzed in detail. The thesis proposes extensions to the standard state-of-the-art PLDA model. The newly proposed Full Posterior Distribution PLDA models the uncertainty associated with the i--vector generation process. A new discriminative approach to training the speaker verification system based on the~PLDA model is also proposed. When comparing the original PLDA with the model extended by considering the i--vector uncertainty, results obtained with the extended model show up to 20% relative improvement on tests with short segments of speech. As the test segments get longer (more than one minute), the performance gain of the extended model is lower, but it is never worse than the baseline. Training data are, however, usually available in the form of segments which are sufficiently long and therefore, in such cases, there is no gain from using the extended model for training. Instead, the training can be performed with the original PLDA model and the extended model can be used if the task is to test on the short segments. The discriminative classifier is based on classifying pairs of i--vectors into two classes representing target and non-target trials. The functional form for obtaining the score for every i--vector pair is derived from the PLDA model and training is based on the logistic regression minimizing the cross-entropy error function between the correct labeling of all trials and the probabilistic labeling proposed by the system. The results obtained with discriminatively trained system are similar to those obtained with generative baseline, but the discriminative approach shows the ability to output better calibrated scores. This property leads to a better actual verification performance on an unseen evaluation set, which is an important feature for real use scenarios.
|
|
Sharing Local Information for Faster Scanning-Window Object Detection
Hradiš, Michal ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Matas, Jiří (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This thesis aims to improve existing scanning-window object detectors by exploiting information shared among neighboring image windows. This goal is realized by two novel methods which are build on the ideas of Wald's Sequential Probability Ratio Test and WaldBoost. Early non-Maxima Suppression moves non-maxima suppression decisions from a post-processing step to an early classification phase in order to make the decisions as soon as possible and thus avoid normally wasted computations. Neighborhood suppression enhances existing detectors with an ability to suppress evaluation at overlapping positions. The proposed methods are applicable to a wide range of detectors. Experiments show that both methods provide significantly better speed-precision trade-off compared to state-of-the-art WaldBoost detectors which process image windows independently. Additionally, the thesis presents results of extensive experiments which evaluate commonly used image features in several detection tasks and scenarios.
|
|
Srovnání citlivosti 17 ekotoxikologických bioestů pro detekci cyanotoxinů
Maršálek, Blahoslav ; Bláha, L.
Práce srovnává 17 biotestů, které mají potenciál pro detekci cyanotoxinů. Thamnocephalus platyurus byl shledán nejcitlivějším biotestem pro detekci toxinů sinic. Jde o rychlý, standardní a nenáročný test, který lze doporučit vodárenským společnostem a orgánů hygienické služby jako skríningový test pro detekci hepatotoxických mikrocystinů.Jako druhý nejcitlivější test byl shledán test na Drosophilla melanogaster. Jedná se taktéž o rychlý a levný test. Dosud nevyužitý potenciál tohoto biotestu spočívá v tom, že může být použít pro scríning potenciálních klastogenních l metabolitů sinic a genotoxinů.
|
|
Vývoj metodologické a technologické platformy pro neinvazivní odhad fenolických látek v listech a bobulích
ŠEBELA, David
Optické signály rostliných pletiv mohou sloužit jako významný zdroj informací o biochemických a fyziologických procesech v rostlinách. Tyto signály jsou v zásadě ovlivněny primárním či sekundárním metabolismem - tedy vyzařovány látkami vlastními rostlině, a mohou tak sloužit i jako jejich kvalitativní i kvantitativní indikátory. Při dopadu světelného záření na povrch rostliny (listu či plodu) může dojít v zásadě ke třem hlavním dějům - (i) odrazu, (ii) pohlcení/absorbci či (iii) průchodu daného záření. Pravděpodobnost těchto tří dějů zavisí jak na vlnové délce dopadajícího záření, tak i na vlastnostech samotných rostlinných pletiv. Jako taková jsou rostlinná těla plná pigmentů a fluorescenčních sloučenin, které buď odráží, pohlcují nebo propouští část spektra v různých vlnových délkách daného záření. Biofyzikální techniky pracující s optickými vlastnostmi daných rostliných pigmentů a sloučenin se staly univerzálním a běžně používaným nástrojem v základním i aplikovaném výzkumu rostlin. Například zobrazování kinetiky fluorescence chlorofylu, měření fluorescence indukované ultrafialovým zářením, nebo měření spektrálních charakteristik odraženého světla se dostaly do popředí zájmu díky svému neinvazivnímu charakteru, díky němuž zachovávají integritu buněk i celé měřené rostliny. Tato práce se snaží poskytnout ucelenou studii, týkající se možnosti neinvazivního monitoringu fenolických látek v listech a plodech, za pomocí zmíněných optických metod.
|
host ::
