HydroColor: Water Quality App
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À propos de l'application
HydroColor est une application de qualité de l'eau qui utilise l'appareil photo numérique d'un smartphone pour déterminer la réflectance des plans d'eau naturels. Grâce à ces informations, HydroColor peut estimer la turbidité de l'eau (0-80 NTU), la concentration de particules en suspension (SPM) (g/m^3) et le coefficient de rétrodiffusion dans le rouge (1/m). IMPORTANT : HydroColor nécessite l'utilisation d'une carte grise de photographe à 18 % comme référence. Les cartes grises sont largement disponibles dans les magasins de photographie et en ligne. Visitez le site Web d'assistance pour plus d'informations sur les cartes grises.
HydroColor possède une interface facile à utiliser qui guide les utilisateurs à travers la collection de trois images : une image de carte grise, une image du ciel et une image de l'eau. Pour garantir les meilleurs résultats, HydroColor exploite le GPS, le gyroscope et la boussole de l'appareil pour aider les utilisateurs dans la collecte de ces images. Une fois les images collectées, elles peuvent être analysées immédiatement. Lors de l'analyse des images, HydroColor calcule la réflectance du plan d'eau dans les canaux de couleur RVB de la caméra. Il utilise ensuite les valeurs de réflectance pour déterminer la turbidité de l'eau en NTU (unités néphélométriques de turbidité).
Les données sont instantanément enregistrées et peuvent être consultées à nouveau via HydroColor ou téléchargées sur un ordinateur à partir du dossier de données d'HydroColor. Le fichier texte contient des informations supplémentaires sur la mesure, notamment : la latitude, la longitude, la date, l'heure, le zénith du soleil, l'azimut du soleil, le cap du téléphone, l'inclinaison du téléphone, les valeurs d'exposition, la réflectance RVB et la turbidité.
Comment ça fonctionne:
HydroColor utilise la caméra comme simple capteur de lumière (photomètre). L'intensité lumineuse relative peut être mesurée en normalisant les valeurs des pixels de la caméra en fonction de l'exposition. Ainsi, les trois canaux de couleur de la caméra (RVB : Rouge, Vert, Bleu) fournissent une mesure de l'intensité lumineuse dans trois régions du spectre visible.
L'intensité lumineuse mesurée dans l'image de l'eau est corrigée pour tenir compte de la réflexion du ciel sur la surface (à l'aide de l'image du ciel). L'image de l'eau corrigée fournit l'intensité et la couleur de la lumière émanant de l'eau. Ceci est normalisé par l'éclairage ambiant à l'aide de l'image de la carte grise. Le produit final est une mesure presque indépendante de l’éclairage de la réflectance de l’eau, connue sous le nom de réflectance de télédétection. En océanographie, les satellites sont utilisés pour calculer le même produit (réflectance de télédétection) depuis l’espace.
La réflectance est directement liée à la quantité et au type de particules en suspension dans l'eau. Une augmentation de la turbidité (c'est-à-dire des sédiments en suspension) entraînera une plus grande diffusion de la lumière et augmentera la réflectance globale de l'eau. Les particules contenant des pigments, comme le phytoplancton (algues), absorberont la lumière dans des régions spécifiques du spectre visible. Ainsi, les particules contenant des pigments peuvent être détectées en comparant la réflectance relative dans les canaux RVB.
La méthode utilisée par HydroColor pour mesurer la réflectance a été publiée dans la revue à comité de lecture Sensors et est disponible gratuitement en ligne (remarque : HydroColor a été mis à jour pour utiliser les données RAW du capteur de l'appareil photo depuis cette publication) :
Leeuw, T. ; Boss, E. L'application HydroColor : mesures au-dessus de l'eau de la réflectance et de la turbidité par télédétection à l'aide d'une caméra de smartphone. Capteurs 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.
HydroColor possède une interface facile à utiliser qui guide les utilisateurs à travers la collection de trois images : une image de carte grise, une image du ciel et une image de l'eau. Pour garantir les meilleurs résultats, HydroColor exploite le GPS, le gyroscope et la boussole de l'appareil pour aider les utilisateurs dans la collecte de ces images. Une fois les images collectées, elles peuvent être analysées immédiatement. Lors de l'analyse des images, HydroColor calcule la réflectance du plan d'eau dans les canaux de couleur RVB de la caméra. Il utilise ensuite les valeurs de réflectance pour déterminer la turbidité de l'eau en NTU (unités néphélométriques de turbidité).
Les données sont instantanément enregistrées et peuvent être consultées à nouveau via HydroColor ou téléchargées sur un ordinateur à partir du dossier de données d'HydroColor. Le fichier texte contient des informations supplémentaires sur la mesure, notamment : la latitude, la longitude, la date, l'heure, le zénith du soleil, l'azimut du soleil, le cap du téléphone, l'inclinaison du téléphone, les valeurs d'exposition, la réflectance RVB et la turbidité.
Comment ça fonctionne:
HydroColor utilise la caméra comme simple capteur de lumière (photomètre). L'intensité lumineuse relative peut être mesurée en normalisant les valeurs des pixels de la caméra en fonction de l'exposition. Ainsi, les trois canaux de couleur de la caméra (RVB : Rouge, Vert, Bleu) fournissent une mesure de l'intensité lumineuse dans trois régions du spectre visible.
L'intensité lumineuse mesurée dans l'image de l'eau est corrigée pour tenir compte de la réflexion du ciel sur la surface (à l'aide de l'image du ciel). L'image de l'eau corrigée fournit l'intensité et la couleur de la lumière émanant de l'eau. Ceci est normalisé par l'éclairage ambiant à l'aide de l'image de la carte grise. Le produit final est une mesure presque indépendante de l’éclairage de la réflectance de l’eau, connue sous le nom de réflectance de télédétection. En océanographie, les satellites sont utilisés pour calculer le même produit (réflectance de télédétection) depuis l’espace.
La réflectance est directement liée à la quantité et au type de particules en suspension dans l'eau. Une augmentation de la turbidité (c'est-à-dire des sédiments en suspension) entraînera une plus grande diffusion de la lumière et augmentera la réflectance globale de l'eau. Les particules contenant des pigments, comme le phytoplancton (algues), absorberont la lumière dans des régions spécifiques du spectre visible. Ainsi, les particules contenant des pigments peuvent être détectées en comparant la réflectance relative dans les canaux RVB.
La méthode utilisée par HydroColor pour mesurer la réflectance a été publiée dans la revue à comité de lecture Sensors et est disponible gratuitement en ligne (remarque : HydroColor a été mis à jour pour utiliser les données RAW du capteur de l'appareil photo depuis cette publication) :
Leeuw, T. ; Boss, E. L'application HydroColor : mesures au-dessus de l'eau de la réflectance et de la turbidité par télédétection à l'aide d'une caméra de smartphone. Capteurs 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.
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Nouveautés
1. Minor change to turbidity calculation to match Leeuw and Boss, 2018
2. Fixed back button behavior on welcome screen
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