HydroColor on vedenlaatusovellus, joka määrittää luonnollisten vesistöjen heijastuskyvyn älypuhelimen digitaalikameran avulla. Näiden tietojen perusteella HydroColor voi arvioida veden sameuden (0-80 NTU), suspendoituneiden hiukkasten pitoisuuden (SPM) (g/m^3) ja takaisinsirontakertoimen punaisena (1/m). TÄRKEÄÄ: HydroColor vaatii 18 %:n valokuvaajan harmaata korttia referenssinä. Harmaat kortit ovat laajalti saatavilla valokuvausliikkeissä ja verkossa. Vieraile tukisivustolla saadaksesi lisätietoja harmaista korteista.
HydroColorissa on helppokäyttöinen käyttöliittymä, joka opastaa käyttäjiä kolmen kuvan kokoelman läpi: harmaa korttikuva, taivaskuva ja vesikuva. Parhaan tuloksen varmistamiseksi HydroColor käyttää laitteen GPS:ää, gyroskooppia ja kompassia auttaakseen käyttäjiä näiden kuvien keräämisessä. Kun kuvat on kerätty, ne voidaan analysoida välittömästi. Kuvien analysoinnissa HydroColor laskee vesistön heijastuskyvyn kameran RGB-värikanavissa. Se käyttää sitten heijastuskykyarvoja veden sameuden määrittämiseen NTU:na (nefelometriset sameusyksiköt).
Tiedot tallentuvat välittömästi ja niitä voidaan käyttää uudelleen HydroColorin kautta tai ladata tietokoneelle HydroColorin tietokansiosta. Tekstitiedosto sisältää lisätietoja mittauksesta, mukaan lukien: leveysaste, pituusaste, päivämäärä, aika, auringon zeniitti, auringon atsimuutti, puhelimen suunta, puhelimen äänenkorkeus, valotusarvot, RGB-heijastuskyky ja sameus.
Kuinka se toimii:
HydroColor käyttää kameraa yksinkertaisena valotunnistimena (fotometrinä). Suhteellinen valonvoimakkuus voidaan mitata normalisoimalla kameran pikseliarvot valotuksella. Siksi kameran kolme värikanavaa (RGB: punainen, vihreä, sininen) mittaavat valon voimakkuutta kolmella näkyvän spektrin alueella.
Vesikuvassa mitattu valon voimakkuus korjataan taivaan heijastuksen suhteen pinnasta (taivaskuvaa käyttämällä). Korjattu vesikuva antaa vedestä tulevan valon voimakkuuden ja värin. Tämän normalisoi ympäristön valaistus käyttämällä harmaan kortin kuvaa. Lopputuote on lähes valaistuksesta riippumaton veden heijastuskyvyn mitta, joka tunnetaan nimellä kaukokartoitusheijastus. Oceanografiassa satelliitteja käytetään laskemaan sama tulos (kaukokartoitusheijastus) avaruudesta.
Heijastuskyky liittyy suoraan vedessä olevien suspendoituneiden hiukkasten määrään ja tyyppiin. Sameuden (eli suspendoituneiden sedimenttien) lisääntyminen aiheuttaa suurempaa valon sirontaa ja lisää veden kokonaisheijastuskykyä. Pigmenttejä sisältävät hiukkaset, kuten kasviplanktoni (levät), absorboivat valoa tietyillä näkyvän spektrin alueilla. Siten pigmenttiä sisältävät hiukkaset voidaan havaita vertaamalla suhteellista heijastuskykyä RGB-kanavissa.
Menetelmä, jota HydroColor käyttää heijastuskyvyn mittaamiseen, on julkaistu vertaisarvioidussa lehdessä Sensors ja se on vapaasti saatavilla verkossa (huomaa: HydroColor on päivitetty käyttämään kameran anturin RAW-tietoja tämän julkaisun jälkeen):
Leeuw, T.; Boss, E. HydroColor-sovellus: Kaukomittauksen heijastuskyvyn ja sameuden mittaukset veden yläpuolella älypuhelimen kameralla. Anturit 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.