HydroColor: Water Quality App

Thomas Leeuw

關於這個應用程式

HydroColor 是一款水質應用程序，它使用智慧型手機的數位相機來確定天然水體的反射率。利用這些信息，HydroColor 可以估算水的濁度 (0-80 NTU)、懸浮顆粒物濃度 (SPM) (g/m^3) 以及紅色反向散射係數 (1/m)。重要提示：HydroColor 需要使用 18% 攝影師灰卡作為參考。灰卡在攝影店和網路上隨處可見。有關灰卡的更多信息，請訪問支援網站。


HydroColor 具有易於使用的介面，可引導使用者完成三個影像的收集：灰卡影像、天空影像和水影像。為了確保最佳效果，HydroColor 利用裝置的 GPS、陀螺儀和指南針來幫助使用者收集這些影像。收集影像後可以立即進行分析。在分析影像時，HydroColor 計算相機 RGB 色彩通道中水體的反射率。然後，它使用反射率值來確定水的濁度（以 NTU（濁度濁度單位）表示）。

資料會立即保存，並可透過 HydroColor 再次存取或從 HydroColor 的資料資料夾下載到電腦上。該文字檔案包含有關測量的附加信息，包括：緯度、經度、日期、時間、太陽天頂、太陽方位角、手機航向、手機間距、曝光值、RGB 反射率和濁度。

怎麼運作的：

HydroColor 使用相機作為簡單的光感測器（光度計）。相對光強度可以透過曝光標準化相機像素值來測量。因此，相機的三個顏色通道（RGB：紅、綠、藍）提供了可見光譜三個區域的光強度測量。

在水影像中測量的光強度針對錶面的天空反射進行校正（使用天空影像）。校正後的水影像提供了從水中發出的光的強度和顏色。這是使用灰卡影像透過環境照明進行標準化的。最終產品是對水的反射率進行幾乎與照明無關的測量，稱為遙感反射率。在海洋學中，衛星用於從太空計算相同的產品（遙感反射率）。

反射率與水中懸浮顆粒的數量和類型直接相關。渾濁度（即懸浮沉積物）的增加將導致更大的光散射並增加水的整體反射率。含有色素的顆粒，例如浮游植物（藻類），會吸收可見光譜特定區域的光。因此，可以透過比較 RGB 通道中的相對反射率來檢測含有顏料的顆粒。

HydroColor 用於測量反射率的方法已發表在同行評審期刊《感測器》上，並且可在線上免費取得（注意：自本出版物發布以來，HydroColor 已更新為使用來自相機感測器的 RAW 數據）：

盧，T.； Boss, E. HydroColor 應用程式：使用智慧型手機相機進行水面遙感反射率和濁度測量。感測器 2018, 18, 256。https://doi.org/10.3390/s18010256。

新功能

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