Bachelor's Thesis

Monitoring the Spectral Power Distribution of Night Lighting

Final Thesis 1.81 MB

Author of thesis: Daniel Slavík

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Abstract:

The bachelor’s thesis focuses on measuring the spectral composition of light sources used in night-time illumination with a portable spectroradiometer. The aim of the thesis is to characterize individual light sources in terms of their spectral properties, assess their potential impact on the environment, and evaluate the measured data. The thesis also includes a theoretical overview of the functions of spectroradiometric instruments and a description of the field measurement procedure. The results of the work could serve as a basis for further research related to the monitoring of light pollution.

Keywords:

Spectroradiometer, spectral analysis, night lighting, database ALANIS, light sources, light pollution

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil komisi s výsledky své bakalářské práce. S posudky seznámili komisi vedoucí práce doc. Baxant. Vedoucí práce hodnotil stupněm B s 85 b. Oponent hodnotil stupněm B s 85 b. Následnou rozpravu zahájil doc. Baxant položením otázek oponenta. Doplňující dotaz položil Dr. Paar ohledně výběru míst měření. Poslední dotaz položil Dr. Bátora na metodiku měření. Student pohotově odpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Branislav Bátora, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Morávek, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Paar, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Koudelka, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Student Daniel Slavík zpracovával bakalářskou práci na téma Sledování spektrálního složení nočního osvětlení. Dle zadání práce se měl student zabývat přehledem funkcí spektroradiometrických přístrojů, postupem měření nočního osvětlení v terénu, ukládáním a základním zpracováním naměřených dat, exportem naměřených dat a jejich uložením do databáze a jednoduchou vizualizací naměřených dat.
Mohu konstatovat, že všechny body zadání byly v práci vypořádány v dostatečné míře. Teoretická část poskytuje přehled funkcí spektroradiometrů včetně popisu pěti komerčních přístrojů různých výrobců. Hlavní část práce je praktická, kde student provedl celkem patnáct měření v terénu pomocí spektroradiometru UPRtek MK350S, při kterých zaevidoval celkem 505 světelných zdrojů ve 14 obcích. Naměřená data byla následně zpracována, roztříděna podle technologie zdroje (u LED zdrojů navíc podle náhradní teploty chromatičnosti) a nahrána do databáze ALANIS. Student provedl rovněž vyhodnocení sledovaných parametrů (E, CCT, CRI, U500, mDER) a poukázal na lineární závislost mezi parametry U500 a mDER, což lze považovat za přínosný výstup práce.
Rozsah naměřených dat je sice menší, než tomu bývá u některých srovnatelných prací řešících obdobnou problematiku, nicméně pro ověření řešené metodiky a splnění cílů zadání je naprosto dostačující. Z mého pohledu kladně hodnotím i poměrně podrobné zpracování přehledu měřících lokalit, kde student dokumentuje nejen přesné pozice měření, ale i meteorologické podmínky a aktuální fázi Měsíce. Tato data spolu s nahranými spektry představují cenný podklad pro další výzkumnou činnost světelné skupiny na ÚEEN FEKT VUT.
Aktivitu studenta během semestru hodnotím spíše jako průměrnou. Po většinu doby pracoval samostatně, konzultace využíval pouze v omezené míře a setkávali jsme se podstatně méně často než s ostatními studenty řešícími obdobná témata. Odborné diskuse nad průběhem řešení práce probíhaly jen sporadicky. Tato skutečnost však nebyla na překážku úspěšnému splnění zadání – student dodržoval základní požadavky související s realizací měření i zpracováním výsledků a dokázal samostatně dotáhnout práci do odevzdatelné podoby. Po organizační stránce nevznikaly žádné komplikace. Měřicí techniku sdílel s kolegou, který zpracovával obdobné téma, a jejich spolupráce při předávání přístrojů probíhala bez problémů.
Student prokázal, že se orientuje v problematice měření spektrálních vlastností světelných zdrojů, která je v této části studia spíše okrajová, ač se jedná o aktuální celosvětový fenomén v souvislosti se světelným znečištěním a hodnocením vlivu umělého osvětlení na cirkadiánní rytmus. Má dobré předpoklady pro samostatnou práci a získané zkušenosti by mohl dále rozvinout v navazujícím studiu. Na druhou stranu bych uvítal větší iniciativu, častější konzultace a hlubší zájem o odbornou diskusi nad řešeným tématem, které by mohly potenciál práce ještě více využít.
Přes výše uvedené připomínky student splnil požadavky zadání a předložil práci odpovídajícího rozsahu i odborné úrovně.
Práci doporučuji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá aktuálním tématem terénního měření spektrálního složení světla z různých světelných zdrojů. Hlavním přínosem práce je mimořádný rozsah praktické části, v níž student shromáždil data z přibližně 500 vzorků v různých lokalitách. Tento objem dat svědčí o vysokém pracovním nasazení autora a poskytuje cenný základ pro další analýzu. Práce je sepsána kultivovaným jazykem bez výrazných pravopisných chyb a vykazuje logickou návaznost. Formální dojem však mírně kazí nepozornost u odborných názvů, jako je opakované komolení názvu společnosti Instrument Systems (v textu uvedeno Instrumental Systems).

Z metodického hlediska má práce několik nedostatků. Student k měření použil spektrometr UPRTEK MK350S v základní verzi, v textu jej však nesprávně popisuje jako prémiovou verzi. Základní verze má přitom výrobcem definovanou podstatně vyšší prahovou hodnotu měření osvětlenosti, což vysvětluje, proč mu spektra při nízké osvětlenosti vychází zašumělá. Další chyba spočívá v geometrii měření; autor sice uvádí osvětlenost jako klíčový parametr, ale měří ji v orientační výšce 180 cm. Pro relevanci a porovnatelnost dat je přitom nutné udržovat vzdálenost (např. od vozovky) striktně konstantní. Vyčíslování naměřených hodnot na velký počet platných číslic je pak vzhledem k těmto nepřesnostem zbytečné. Slovní popis scén by navíc bylo vhodné doplnit o náčrty či mapy lokalit. I přes uvedené metodické výhrady práce splňuje požadavky na ni kladené a navrhuji ji hodnotit 85 body (Velmi dobře / B). Topics for thesis defence:
  1. Jak ovlivňuje vzdálenost od světelného zdroje hodnotu osvětlenosti?
  2. Jaký je výrobcem garantovaný skutečný rozsah měření osvětlenosti použiteho spektrometru?
  3. Doplňte co znamená zkratka ALANIS.
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová