Bachelor's Thesis

Application for Visualization of Temperature and Air Quality in Brno

Final Thesis 5.68 MB

Author of thesis: Bc. Anastasia Butok

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Kristýna Zaklová

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the design and implementation of a web application for visualizing air quality in Brno. The application utilizes unique data from Brno Communications measurement vehicles and data from a dispersion study (a mathematical model of pollution dispersion). The main contribution is an interactive map with color-coded road network displaying concentrations of harmful particles \ce{PM_{1}} and \ce{PM_{2.5}} during different parts of the day. The application also enables data analysis and results export. The solution is developed in collaboration with the Air Brno research group from Masaryk University and utilizes modern technologies including SvelteKit, Leaflet, and SQLite. The resulting application provides users with an intuitive tool for monitoring and analyzing air quality in Brno.

Keywords:

Monitoring, air pollution, web application, health, leaflet, Brno, Brno communications, Air Brno

Date of defence

16.06.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B.

Topics for thesis defence

  1. Z technické zprávy není jasné, jak často probíhá mobilní měření pomocí vozidel Brněnských komunikací. Máte k dispozici tuto informaci?
  2. Vaše práce využívá historická data z měření kvality ovzduší ve městě Brně. Počítá se s budoucím vkládání nových záznamů, které bude Vaše řešení zobrazovat?
  3. Je aplikaci možné nasadit?
  4. Odlišujete nějak predikovaná a změřená data?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Dr. Ing. Dušan Kolář (předseda)
Ing. Libor Polčák, Ph.D. (člen)
doc. Dr. Ing. Otto Fučík (člen)
Ing. František Grézl, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Goldmann, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jiří Hynek, Ph.D.

Studentka byla aktivní během celého akademického roku. Vytvořila prototyp webové aplikace, která může být využitelná jak ve výzkumném projektu, tak obecně prospěšná obyvatelům města Brna. Navrhuji hodnocení stupněm B.

Evaluation criteria Verbal classification
Information about assignment

Práce vznikla ve spolupráci s výzkumnou skupinou Air Brno Ekonomicko-správní fakulty Masarykovy univerzity. Úkolem bylo implementovat webovou aplikaci pro vizualizaci dat koncentrace škodlivých částic v ovzduších snímaných vozů Brněnských komunikací (BKOM). Studentka se seznámila s problematikou měření a dopadů znečištění ovzduší a rozptylovou studií města Brna. Použila technologie Python/Fast API pro serverovou část, JavaScript/SvelteKit pro klientskou část a Leaflet pro tvorbu interaktivní mapy. Zadání hodnotím jako průměrně obtížné a považuji ho za splněné.

Work with literature

Studentka si aktivně dohledávala literaturu týkající se zejména problematiky znečištění ovzduší a vizualizace dat.

Activity during solution, consultations, communication

Studentka byla aktivní během celého akademického roku. Účastnila se online porad přibližně jednou za dva týdny. Také průběžně komunikovala přes Slack.

Activity during completion

Práce byla dokončena včas. Její obsah byl konzultován.

Publication activity, awards

Výstupem je funkční nasazený prototyp vizualizující data ve vybraném časovém období. Testování s větším vzorkem reálných dat a případné uveřejnění v datovém portálu Města Brna je předmětem další práce.

Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Kristýna Zaklová

Studentka prostudovala vybranou problematiku a ve spolupráci s výzkumnou skupinou Air Brno navrhla, implementovala i otestovala řešení, které splňuje vytyčené cíle. Celkové výstupy studentky hodnotím pozitivně a navrhuji hodnocení stupněm B.

Evaluation criteria Verbal classification Points
The difficulty of the assignment

Evaluation level: moderately difficult assignment

Zadání práce hodnotím jako průměrně obtížné. Autorka prostudovala problematiku životního prostředí se zaměřením na monitoring kvality ovzduší a zpracování geografických dat. Ve spolupráci s výzkumnou skupinou Air Brno z Masarykovy univerzity vytvořila řešení, které vizualizuje kvalitu ovzduší ve městě Brně.

Presentation level of the technical report

Struktura technické zprávy se skládá z osmi kapitol. Zpráva má logické členění a její obsah je rozumně rozdělen. Některé termíny mohly být při prvním výskytu lépe vysvětleny (např. částice PM nebo často zmiňovaná imputace chybějících hodnot). Kapitola 3 obsahuje pouze obrázky existujících řešení v sekci 3.6, minimálně v sekci 3.2 by bylo vhodné doplnit další. Část 3.3.5 měla zřejmě představit frameworky pro tvorbu webových aplikací, pojednává však o jediném frameworku, který autorka použila pro implementaci řešení. Analýza datových sad v sekci 4.4 mohla být podrobnější, především první popsaná v sekci 4.4.1.

80
Formal preparation of a technical report

Po jazykové i typografické stránce je technická zpráva na dobré úrovni, text je srozumitelný. Místy se však vyskytují bílá místa nebo větší počet výčtů s krátkým uvozením bezprostředně za sebou. Výpisy obsahující zdrojové kódy nejsou číslované (např. v sekci 6.2.4).

80
Realisation output

Realizačním výstupem je webové aplikace vizualizující kvalitu ovzduší v Brně využívající technologie FastAPI, SQLite, SvelteKit a Leaflet. Z hlediska uživatelské přívětivosti chválím možnost měnit barevné schéma v rámci mapové vizualizace a responzivitu řešení.

90
Usability of results

Vytvořené řešení může být potenciálně dále využíváno výzkumnou skupinou Air Brno.

The extent to which the requirements of the assignment have been met

Evaluation level: assignment fulfilled with minor reservations

Zadání považuji za splněné. Textová část práce obsahuje informace, které pokrývají všechny body zadání, s výjimkou bodu 1, z něhož nebyl prostudován monitoring teploty. Nejedná se však o zásadní nedostatek. Výstupy vytvořené v praktické části odpovídají zadání.

Extent of the technical report

Evaluation level: is within the usual extent

Práce má 55 stran včetně seznamu literatury, rozsah technické zprávy splňuje předepsané požadavky.

Work with literature

Práce se odkazuje celkem na 31 zdrojů, část z nich tvoří vědecké publikace. Text obsahuje řádné odkazy na literaturu. Ve zdrojích jsou nesprávně zahrnuty webové aplikace, z nichž pocházejí pouze obrázky ([13], [28]).

85
Topics for thesis defence:
  1. Z technické zprávy není jasné, jak často probíhá mobilní měření pomocí vozidel Brněnských komunikací. Máte k dispozici tuto informaci?
  2. Vaše práce využívá historická data z měření kvality ovzduší ve městě Brně. Počítá se s budoucím vkládání nových záznamů, které bude Vaše řešení zobrazovat?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová