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Thomas Leeuw

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HydroColor 是一款水质应用程序，它使用智能手机的数码相机来确定天然水体的反射率。利用这些信息，HydroColor 可以估算水的浊度 (0-80 NTU)、悬浮颗粒物浓度 (SPM) (g/m^3) 以及红色反向散射系数 (1/m)。重要提示：HydroColor 需要使用 18% 摄影师灰卡作为参考。灰卡在摄影店和网上随处可见。有关灰卡的更多信息，请访问支持网站。

HydroColor 具有易于使用的界面，可引导用户完成三幅图像的收集：灰卡图像、天空图像和水图像。为了确保获得最佳效果，HydroColor 利用设备的 GPS、陀螺仪和指南针来帮助用户收集这些图像。收集图像后可以立即进行分析。在分析图像时，HydroColor 计算相机 RGB 颜色通道中水体的反射率。然后，它使用反射率值来确定水的浊度（以 NTU（浊度浊度单位）表示）。

数据会立即保存，并可以通过 HydroColor 再次访问或从 HydroColor 的数据文件夹下载到计算机上。该文本文件包含有关测量的附加信息，包括：纬度、经度、日期、时间、太阳天顶、太阳方位角、手机航向、手机间距、曝光值、RGB 反射率和浊度。

怎么运行的：

HydroColor 使用相机作为简单的光传感器（光度计）。相对光强度可以通过曝光标准化相机像素值来测量。因此，相机的三个颜色通道（RGB：红、绿、蓝）提供了可见光谱三个区域的光强度测量。

在水图像中测量的光强度针对表面的天空反射进行校正（使用天空图像）。校正后的水图像提供了从水中发出的光的强度和颜色。这是使用灰卡图像通过环境照明进行标准化的。最终产品是对水的反射率进行几乎与照明无关的测量，称为遥感反射率。在海洋学中，卫星用于从太空计算相同的产品（遥感反射率）。

反射率与水中悬浮颗粒的数量和类型直接相关。浑浊度（即悬浮沉积物）的增加将导致更大的光散射并增加水的整体反射率。含有色素的颗粒，例如浮游植物（藻类），会吸收可见光谱特定区域的光。因此，可以通过比较 RGB 通道中的相对反射率来检测含有颜料的颗粒。

HydroColor 用于测量反射率的方法已发表在同行评审期刊《传感器》上，并且可在线免费获取（注意：自本出版物发布以来，HydroColor 已更新为使用来自相机传感器的 RAW 数据）：

卢，T.； Boss, E. HydroColor 应用程序：使用智能手机摄像头进行水面遥感反射率和浊度测量。传感器 2018, 18, 256。https://doi.org/10.3390/s18010256。

HydroColor: Water Quality App

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