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Thomas Leeuw

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HydroColor es una aplicación de calidad del agua que utiliza la cámara digital de un teléfono inteligente para determinar la reflectancia de los cuerpos de agua naturales. Utilizando esta información, HydroColor puede estimar la turbidez del agua (0-80 NTU), la concentración de partículas suspendidas (SPM) (g/m^3) y el coeficiente de retrodispersión en rojo (1/m). IMPORTANTE: HydroColor requiere el uso de una tarjeta de fotógrafos con un 18% de grises como referencia. Las tarjetas grises están ampliamente disponibles en tiendas de fotografía y en línea. Visite el sitio web de soporte para obtener más información sobre las tarjetas grises.

HydroColor tiene una interfaz fácil de usar que guía a los usuarios a través de la colección de tres imágenes: una imagen de tarjeta gris, una imagen de cielo y una imagen de agua. Para garantizar los mejores resultados, HydroColor aprovecha el GPS, el giroscopio y la brújula del dispositivo para ayudar a los usuarios en la recopilación de estas imágenes. Una vez recopiladas las imágenes, se pueden analizar inmediatamente. En el análisis de las imágenes, HydroColor calcula la reflectancia del cuerpo de agua en los canales de color RGB de la cámara. Luego utiliza los valores de reflectancia para determinar la turbidez del agua en NTU (unidades nefelométricas de turbiedad).

Los datos se guardan instantáneamente y se puede acceder a ellos nuevamente a través de HydroColor o descargarlos a una computadora desde la carpeta de datos de HydroColor. El archivo de texto contiene información adicional sobre la medición, que incluye: latitud, longitud, fecha, hora, cenit solar, azimut solar, rumbo del teléfono, tono del teléfono, valores de exposición, reflectancia RGB y turbidez.

Cómo funciona:

HydroColor utiliza la cámara como un simple sensor de luz (fotómetro). La intensidad de la luz relativa se puede medir normalizando los valores de píxeles de la cámara según la exposición. Por tanto, los tres canales de color de la cámara (RGB: rojo, verde, azul) proporcionan una medida de la intensidad de la luz en tres regiones del espectro visible.

La intensidad de la luz medida en la imagen del agua se corrige según el reflejo del cielo en la superficie (utilizando la imagen del cielo). La imagen del agua corregida proporciona la intensidad y el color de la luz que emana del agua. Esto se normaliza mediante la iluminación ambiental utilizando la imagen de la tarjeta gris. El producto final es una medida casi independiente de la iluminación de la reflectancia del agua, conocida como reflectancia de detección remota. En oceanografía, los satélites se utilizan para calcular el mismo producto (reflectancia de teledetección) desde el espacio.

La reflectancia está directamente relacionada con la cantidad y tipo de partículas suspendidas en el agua. Un aumento de la turbiedad (es decir, sedimentos suspendidos) provocará una mayor dispersión de la luz y aumentará la reflectancia general del agua. Las partículas que contienen pigmentos, como el fitoplancton (algas), absorberán la luz en regiones específicas del espectro visible. Por lo tanto, las partículas que contienen pigmentos se pueden detectar comparando la reflectancia relativa en los canales RGB.

El método que utiliza HydroColor para medir la reflectancia se publicó en la revista Sensors, revisada por pares, y está disponible gratuitamente en línea (nota: HydroColor se ha actualizado para utilizar datos RAW del sensor de la cámara desde esta publicación):

Leeuw, T.; Boss, E. La aplicación HydroColor: mediciones sobre el agua de reflectancia y turbidez mediante sensores remotos utilizando la cámara de un teléfono inteligente. Sensores 2018, 18, 256. https://doi.org/10.3390/s18010256.

HYDROCOLOR es una aplicación que utiliza una cámara digital para medir la calidad del agua

HydroColor: Water Quality App

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