HydroColor: Water Quality App

Thomas Leeuw

Om denne appen

HydroColor er en vannkvalitetsapplikasjon som bruker smarttelefonens digitale kamera til å bestemme reflektansen til naturlige vannforekomster. Ved å bruke denne informasjonen kan HydroColor estimere vannturbiditet (0-80 NTU), konsentrasjon av svevestøv (SPM) (g/m^3) og tilbakespredningskoeffisienten i rødt (1/m). VIKTIG: HydroColor krever bruk av et 18 % fotografers gråkort som referanse. Grå kort er allment tilgjengelig i fotobutikker og på nettet. Besøk støttenettstedet for mer informasjon om gråkort.


HydroColor har et brukervennlig grensesnitt som veileder brukere gjennom samlingen av tre bilder: et gråkortbilde, et himmelbilde og et vannbilde. For å sikre de beste resultatene, benytter HydroColor enhetens GPS, gyroskop og kompass for å hjelpe brukere med å samle inn disse bildene. Etter at bildene er samlet inn, kan de analyseres umiddelbart. I analysen av bildene beregner HydroColor reflektansen til vannforekomsten i kameraets RGB-fargekanaler. Den bruker deretter reflektansverdiene for å bestemme vannets turbiditet i NTU (nephelometric turbidity units).

Dataene lagres umiddelbart og kan nås igjen via HydroColor eller lastes ned til en datamaskin fra HydroColors datamappe. Tekstfilen inneholder tilleggsinformasjon om målingen, inkludert: breddegrad, lengdegrad, dato, klokkeslett, solsenit, solasimut, telefonoverskrift, telefonhøyde, eksponeringsverdier, RGB-reflektans og turbiditet.

Hvordan det fungerer:

HydroColor bruker kameraet som enkel lyssensor (fotometer). Relativ lysintensitet kan måles ved å normalisere kameraets pikselverdier med eksponeringen. Derfor gir de tre fargekanalene til kameraet (RGB: Rød, Grønn, Blå) et mål på lysintensiteten i tre områder av det synlige spekteret.

Lysintensiteten målt i vannbildet korrigeres for himmelrefleksjon fra overflaten (ved hjelp av himmelbildet). Det korrigerte vannbildet gir intensiteten og fargen til lyset som kommer fra vannet. Dette normaliseres av omgivelsesbelysningen ved hjelp av gråkortbildet. Sluttproduktet er et nesten belysningsuavhengig mål på vannets reflektans, kjent som fjernmålingsreflektans. I oseanografi brukes satellitter til å beregne det samme produktet (fjernmålingsreflektans) fra verdensrommet.

Refleksjonsevnen er direkte relatert til mengden og typen av suspenderte partikler i vannet. En økning i grumsete (dvs. suspenderte sedimenter) vil forårsake større spredning av lys og øke den totale reflektansen til vannet. Partikler som inneholder pigmenter, som planteplankton (alger), vil absorbere lys i bestemte områder av det synlige spekteret. Således kan pigmentholdige partikler påvises ved å sammenligne den relative reflektansen i RGB-kanalene.

Metoden HydroColor bruker for å måle refleksjon har blitt publisert i det fagfellevurderte tidsskriftet Sensors og er fritt tilgjengelig på nettet (merk: HydroColor har blitt oppdatert til å bruke RAW-data fra kamerasensoren siden denne publikasjonen):

Leeuw, T.; Boss, E. HydroColor-appen: Målinger over vann av fjernmålingsrefleks og turbiditet ved bruk av et smarttelefonkamera. Sensorer 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.

Hva er nytt?

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