HydroColor

HydroColor е приложение за качество на водата, което използва цифровата камера на смартфона, за да определи коефициента на отражение на естествените водни тела. Използвайки тази информация, HydroColor може да оцени мътността на водата (0-80 NTU), концентрацията на суспендирани прахови частици (SPM) (g/m^3) и коефициента на обратно разсейване в червено (1/m). ВАЖНО: HydroColor изисква използването на 18% фотографска сива карта като референция. Сивите карти са широко достъпни във фотографските магазини и онлайн. Посетете уебсайта за поддръжка за повече информация относно сивите карти.

HydroColor има лесен за използване интерфейс, който води потребителите през колекцията от три изображения: изображение на сива карта, изображение на небе и изображение на вода. За да осигури най-добри резултати, HydroColor използва GPS, жироскопа и компаса на устройството, за да помогне на потребителите при събирането на тези изображения. След като изображенията бъдат събрани, те могат да бъдат анализирани веднага. При анализа на изображенията HydroColor изчислява коефициента на отражение на водното тяло в RGB цветовите канали на камерата. След това използва стойностите на отразяване, за да определи мътността на водата в NTU (нефелометрични единици за мътност).

Данните се записват моментално и могат да бъдат достъпни отново чрез HydroColor или изтеглени на компютър от папката с данни на HydroColor. Текстовият файл съдържа допълнителна информация за измерването, включително: географска ширина, дължина, дата, час, слънчев зенит, слънчев азимут, посока на телефона, наклон на телефона, стойности на експозиция, RGB отражение и мътност.

Как работи:

HydroColor използва камерата като обикновен сензор за светлина (фотометър). Относителният интензитет на светлината може да бъде измерен чрез нормализиране на стойностите на пикселите на камерата по експозицията. Следователно трите цветови канала на камерата (RGB: червено, зелено, синьо) осигуряват измерване на интензитета на светлината в три области на видимия спектър.

Интензитетът на светлината, измерен в изображението на водата, се коригира за отражението на небето от повърхността (с помощта на изображението на небето). Коригираното водно изображение осигурява интензитета и цвета на светлината, излъчвана от водата. Това се нормализира от околното осветление с помощта на изображението на сивата карта. Крайният продукт е почти независима от осветеността мярка за отражателната способност на водата, известна като отражателна способност при дистанционно наблюдение. В океанографията сателитите се използват за изчисляване на същия продукт (коефициент на отражение на дистанционно наблюдение) от космоса.

Коефициентът на отражение е пряко свързан с количеството и вида на суспендираните частици във водата. Увеличаването на мътността (т.е. суспендираните утайки) ще доведе до по-голямо разсейване на светлината и ще увеличи общото отразяване на водата. Частици, съдържащи пигменти, като фитопланктон (водорасли), ще абсорбират светлина в определени области на видимия спектър. По този начин частиците, съдържащи пигмент, могат да бъдат открити чрез сравняване на относителното отражение в RGB каналите.

Методът, който HydroColor използва за измерване на отражението, е публикуван в рецензирано списание Sensors и е свободно достъпен онлайн (забележка: HydroColor е актуализиран, за да използва RAW данни от сензора на камерата след тази публикация):

Leeuw, T.; Boss, E. Приложението HydroColor: Измервания на отражение с дистанционно наблюдение и мътност над водата с помощта на камера на смартфон. Сензори 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.