HydroColor

A HydroColor egy vízminőségi alkalmazás, amely az okostelefon digitális kameráját használja a természetes víztestek reflexiójának meghatározására. Ezen információk felhasználásával a HydroColor meg tudja becsülni a víz zavarosságát (0-80 NTU), a lebegő részecskék koncentrációját (SPM) (g/m^3) és a visszaszórási együtthatót pirosban (1/m). FONTOS: A HydroColor 18%-os fotós szürke kártya használatát igényli referenciaként. A szürke kártyák széles körben kaphatók fotóüzletekben és online. A szürke kártyákkal kapcsolatos további információkért látogassa meg a támogató webhelyet.

A HydroColor könnyen használható felülettel rendelkezik, amely a három képből álló gyűjteményen kalauzolja el a felhasználókat: egy szürke kártya, egy égbolt kép és egy víz kép. A legjobb eredmény érdekében a HydroColor a készülék GPS-ébe, giroszkópjába és iránytűjébe csap, hogy segítse a felhasználókat a képek összegyűjtésében. A képek összegyűjtése után azonnal elemezhetők. A képek elemzése során a HydroColor kiszámítja a víztest reflexióját a kamera RGB színcsatornáiban. Ezután a reflexiós értékek alapján határozza meg a víz zavarosságát NTU-ban (nefelometrikus zavarossági egységekben).

Az adatok azonnal mentésre kerülnek, és újra elérhetők a HydroColor segítségével, vagy letölthetők a számítógépre a HydroColor adatmappájából. A szöveges fájl további információkat tartalmaz a mérésről, beleértve: szélesség, hosszúság, dátum, idő, napzenit, nap azimut, telefon iránya, telefon hangmagassága, expozíciós értékek, RGB reflexió és zavarosság.

Hogyan működik:

A HydroColor a kamerát egyszerű fényérzékelőként (fotométerként) használja. A relatív fényintenzitás a kamera pixelértékeinek az expozícióval való normalizálásával mérhető. Ezért a kamera három színcsatornája (RGB: Piros, Zöld, Kék) a látható spektrum három tartományában méri a fény intenzitását.

A vízképen mért fényintenzitás korrigálásra kerül az égbolt felszínről való visszaverődése miatt (az égbolt kép használatával). A korrigált vízkép biztosítja a vízből kiáradó fény intenzitását és színét. Ezt a környezeti megvilágítás normalizálja a szürke kártya képével. A végtermék a víz reflexiós képességének szinte megvilágítástól független mértéke, amelyet távérzékelési reflexiónak neveznek. Az óceánográfiában műholdakat használnak ugyanannak a szorzatnak (távérzékelési visszaverődésnek) az űrből való kiszámítására.

A reflektancia közvetlenül összefügg a vízben lévő lebegő részecskék mennyiségével és típusával. A zavaros (azaz a lebegő üledékek) növekedése nagyobb fényszóródást okoz, és növeli a víz teljes reflexióját. A pigmenteket tartalmazó részecskék, mint például a fitoplankton (algák), a látható spektrum meghatározott területein elnyelik a fényt. Így a pigmentet tartalmazó részecskék kimutathatók az RGB csatornák relatív reflexiójának összehasonlításával.

A HydroColor által a reflektancia mérésére használt módszert a lektorált Sensors folyóiratban tették közzé, és ingyenesen elérhető az interneten (megjegyzés: a HydroColor a jelen publikáció óta frissítve lett a kamera érzékelőjének RAW-adatainak használatára):

Leeuw, T.; Boss, E. A HydroColor alkalmazás: A távérzékelés tükröződésének és zavarosságának víz feletti mérése okostelefonos kamerával. Érzékelők 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.