Model systémové dynamiky popisující trofické aktivity včel a dílčího vlivu úživnosti krajiny

Bc. Hana Vavřinová

Master's thesis

System dynamics model describing trophic activities of bees and partial influence of landscape usability

Abstract:

Diplomová práce se zabývá tvorbou modelu systémové dynamiky pro přesnější pochopení vztahů uvnitř včelstva a vlivů úživnosti krajiny na prospívání včelstva. V teoretické části práce jsou rozebrány teoretické základy systémové dynamiky a její možné využití pro modelování biologických systému. Dále pak problematice včel a včelstev a závěrem je také rozebráno strojové zpracování dat a jeho využití pro efektivní zemědělství. V praktické části je rozebrán model systémové dynamiky popisující trofické aktivity včel a dílčí vliv úživnosti krajiny. Model byl verifikován průměrnou absolutní procentuální chybou a byla zjištěna kvalitní shoda s reálnými daty z úlových vah. Součástí práce je také popis postupu zpracování a čištění dat získaných z úlů, před jejich použitím v simulacích. Algoritmus slouží ke zpracování dat z úlových vah a jejich očištění od extrémních a odlehlých hodnot. Očištěná data byla následně využita jako vstupní hodnoty pro simulace ve vytvořeném modelu systémové dynamiky. Druhý algoritmus slouží ke zvýšení výtěžnosti zaznamenaných dat o letové aktivitě včel. Vytvořený algoritmus pomohl zdvojnásobit výtěžnost, což v důsledku vedlo ke snížení ztrátovosti dat. Zpracovaná data poslouží k dalšímu výzkumu o letové aktivitě včel. Výsledky práce jsou součástí výzkumné činnosti v rámci projektu Včelstva online a budou sloužit včelařům pro zkvalitnění péče o včely a pro přispění k preciznějšímu zemědělství.

Abstract:

The diploma thesis deals with the creation of a model of system dynamics for a more accurate understanding of the relationships within the bee colony and the effects of landscape fertility on the prosperity of the bee colony. In the theoretical part of the work, the theoretical foundations of system dynamics and its possible use for modeling biological systems are discussed. Next, the issue of bees and bee colonies, and finally, machine data processing and its use for efficient agriculture are discussed. In the practical part, the model of system dynamics describing the trophic activities of bees and the partial influence of landscape nutrients is analysed. The model was verified by the mean absolute percent error and a good agreement with real data from hive scales was found. The work also includes an algorithm for processing and cleaning the data obtained from the hives before using them in simulations. The algorithm is used to process data from hive scales and clean them of extreme and outlier values. The cleaned data were subsequently used as input values for simulations in the created system dynamics model. The second algorithm serves to increase the yield of recorded data on the flight activity of bees. The created algorithm helped to double the yield, which in turn led to a reduction in data loss. The processed data will be used for further research on the flight activity of bees. The results of the work are part of the research activity within the Včelstva online project and will serve beekeepers to improve the quality of bee care and to contribute to more precise agriculture.

Keywords

simulační model, systémová dynamika, včelstva, trofická aktivita včel, chov včel, úživnost krajiny, Včelstva online

Keywords

simulation model, system dynamics, bees, beekeeping, landscape fertility, trophic activity of bees, Včelstva online

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 26. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Jan Bartoška, Ph.D.
• Reader: Jan Dvořák, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Economics and Management

Master programme:
Informatika