HydroColor: Water Quality App

Thomas Leeuw‏

درباره این برنامه

HydroColor یک برنامه کاربردی کیفیت آب است که از دوربین دیجیتال گوشی هوشمند برای تعیین بازتاب بدنه های آب طبیعی استفاده می کند. با استفاده از این اطلاعات، HydroColor می تواند کدورت آب (0-80 NTU)، غلظت ذرات معلق (SPM) (g/m^3) و ضریب پراکندگی برگشتی را در رنگ قرمز (1/m) تخمین بزند. مهم: HydroColor به استفاده از کارت خاکستری 18% عکاسان به عنوان مرجع نیاز دارد. کارت های خاکستری به طور گسترده در مغازه های عکاسی و آنلاین در دسترس هستند. برای اطلاعات بیشتر در مورد کارت های خاکستری به وب سایت پشتیبانی مراجعه کنید.


HydroColor دارای یک رابط کاربری آسان است که کاربران را از طریق مجموعه سه تصویر راهنمایی می کند: یک تصویر کارت خاکستری، یک تصویر آسمان و یک تصویر آب. برای اطمینان از بهترین نتایج، HydroColor به GPS، ژیروسکوپ و قطب نما دستگاه ضربه می زند تا به کاربران در جمع آوری این تصاویر کمک کند. پس از جمع آوری تصاویر، می توان آنها را بلافاصله تجزیه و تحلیل کرد. در تجزیه و تحلیل تصاویر، HydroColor بازتاب بدنه آب را در کانال های رنگی RGB دوربین محاسبه می کند. سپس از مقادیر بازتاب برای تعیین کدورت آب در NTU (واحدهای کدورت نفلومتری) استفاده می کند.

داده‌ها فوراً ذخیره می‌شوند و می‌توان دوباره از طریق HydroColor به آنها دسترسی داشت یا از پوشه داده HydroColor در رایانه بارگیری کرد. فایل متنی حاوی اطلاعات اضافی در مورد اندازه گیری از جمله: عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی، تاریخ، زمان، نقطه اوج خورشید، آزیموت خورشید، عنوان تلفن، زمین تلفن، مقادیر نوردهی، بازتاب RGB و کدورت است.

چگونه کار می کند:

HydroColor از دوربین به عنوان حسگر نور ساده (فتومتر) استفاده می کند. شدت نور نسبی را می توان با نرمال کردن مقادیر پیکسل دوربین با نوردهی اندازه گیری کرد. بنابراین، سه کانال رنگی دوربین (RGB: قرمز، سبز، آبی) اندازه گیری شدت نور را در سه ناحیه از طیف مرئی ارائه می دهند.

شدت نور اندازه گیری شده در تصویر آب برای انعکاس آسمان از سطح تصحیح می شود (با استفاده از تصویر آسمان). تصویر آب تصحیح شده شدت و رنگ نور ساطع شده از آب را ارائه می دهد. این با روشنایی محیط با استفاده از تصویر کارت خاکستری عادی می شود. محصول نهایی یک اندازه گیری تقریبا مستقل از روشنایی از بازتاب آب است که به عنوان بازتاب سنجش از راه دور شناخته می شود. در اقیانوس شناسی، از ماهواره ها برای محاسبه همان محصول (بازتاب سنجش از دور) از فضا استفاده می شود.

بازتاب مستقیماً با مقدار و نوع ذرات معلق در آب ارتباط دارد. افزایش کدورت (یعنی رسوبات معلق) باعث پراکندگی بیشتر نور و افزایش بازتاب کلی آب می شود. ذرات حاوی رنگدانه، مانند فیتوپلانکتون (جلبک)، نور را در مناطق خاصی از طیف مرئی جذب می کنند. بنابراین، ذرات حاوی رنگدانه را می توان با مقایسه بازتاب نسبی در کانال های RGB تشخیص داد.

روشی که HydroColor برای اندازه‌گیری بازتاب استفاده می‌کند در مجله معتبر Sensors منتشر شده است و به‌صورت رایگان در دسترس است (توجه داشته باشید: HydroColor برای استفاده از داده‌های RAW از سنسور دوربین از این انتشار به‌روزرسانی شده است):

لیو، تی. Boss, E. The HydroColor App: Above Water Measures of Remote Sensing Reflectance and Turbidity با استفاده از دوربین گوشی هوشمند. Sensors 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.

تازه‌ها

Back-end updates to use the latest APIs and frameworks.