HydroColor

HydroColor este o aplicație de calitate a apei care utilizează camera digitală a unui smartphone pentru a determina reflectanța corpurilor de apă naturale. Folosind aceste informații, HydroColor poate estima turbiditatea apei (0-80 NTU), concentrația de particule în suspensie (SPM) (g/m^3) și coeficientul de retroîmprăștiere în roșu (1/m). IMPORTANT: HydroColor necesită utilizarea unui card gri pentru fotografi 18% ca referință. Cardurile gri sunt disponibile pe scară largă în magazinele de fotografie și online. Vizitați site-ul web de asistență pentru mai multe informații despre cardurile gri.

HydroColor are o interfață ușor de utilizat, care ghidează utilizatorii prin colecția de trei imagini: o imagine de card gri, o imagine de cer și o imagine de apă. Pentru a asigura cele mai bune rezultate, HydroColor accesează GPS-ul, giroscopul și busola dispozitivului pentru a ajuta utilizatorii să colecteze aceste imagini. După ce imaginile sunt colectate, acestea pot fi analizate imediat. În analiza imaginilor, HydroColor calculează reflectanța corpului de apă în canalele de culoare RGB ale camerei. Apoi utilizează valorile reflectanței pentru a determina turbiditatea apei în NTU (unități nefelometrice de turbiditate).

Datele sunt salvate instantaneu și pot fi accesate din nou prin HydroColor sau descărcate pe un computer din folderul de date HydroColor. Fișierul text conține informații suplimentare despre măsurare, inclusiv: latitudine, longitudine, dată, oră, zenitul soarelui, azimutul soarelui, direcția telefonului, înălțimea telefonului, valorile de expunere, reflectanța RGB și turbiditatea.

Cum functioneaza:

HydroColor folosește camera ca simplu senzor de lumină (fotometru). Intensitatea relativă a luminii poate fi măsurată prin normalizarea valorilor pixelilor camerei în funcție de expunere. Prin urmare, cele trei canale de culoare ale camerei (RGB: roșu, verde, albastru) oferă o măsură a intensității luminii în trei regiuni ale spectrului vizibil.

Intensitatea luminii măsurată în imaginea apei este corectată pentru reflectarea cerului de pe suprafață (folosind imaginea cerului). Imaginea corectă a apei oferă intensitatea și culoarea luminii emanate din apă. Acest lucru este normalizat de iluminarea ambientală folosind imaginea cardului gri. Produsul final este o măsură aproape independentă de iluminare a reflectanței apei, cunoscută sub numele de reflectanță prin teledetecție. În oceanografie, sateliții sunt utilizați pentru a calcula același produs (reflexanța prin teledetecție) din spațiu.

Reflectanța este direct legată de cantitatea și tipul de particule în suspensie din apă. O creștere a tulburărilor (adică a sedimentelor în suspensie) va provoca o mai mare împrăștiere a luminii și va crește reflectanța generală a apei. Particulele care conțin pigmenți, cum ar fi fitoplanctonul (algele), vor absorbi lumina în anumite regiuni ale spectrului vizibil. Astfel, particulele care conțin pigment pot fi detectate prin compararea reflectanței relative în canalele RGB.

Metoda utilizată de HydroColor pentru a măsura reflectanța a fost publicată în jurnalul evaluat de colegi Sensors și este disponibilă gratuit online (notă: HydroColor a fost actualizat pentru a utiliza datele RAW de la senzorul camerei de la această publicație):

Leeuw, T.; Boss, E. Aplicația HydroColor: Măsurătorile deasupra apei ale reflectanței și turbidității prin teledetecție folosind o cameră pentru smartphone. Senzori 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.