Способ определения мутности воды акватории

ЗОБРЕТЕН ИСАНИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ОС атель- сани- строно-исслед еханизаци специальнь С.Зубен тельство ССС21/25, 1979 ания "Авиаци троль загррей", Л,;с, 68, 75,ид Изобретение относится к инженерной экологии и может быть использов но для оценки состояния водной сред акватории в местах. интенсивного аншнута- . ьшй воздеиствия, преимпроизводстве работиным слособом. тропогенно о твенно механизиров ышение доутности во ретения - п определения ель и стоверностиакватории. ражено расположение ов технической сис 1 из и элемент ной сре2 - д тдельных бъекта контросюжета на фо- арактериститемы и водля; на фиг дыетал топленке; на ческая крива обеспечивастем мути обои ель 1 хническая сти воды аква включает дисс фотоаппараел ение я о ории данным с нционныи носит ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный науский институт гидротарно-технических иительных работ(56) Авторское свидВ 811114, кл. С 01 ИМетодические уканые наблюдения и кокостью вод суши и мрометеоиздат, 1975,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МУТН ТИ ВОДЫ АКВАТОРИИ(57) Изобретение относится к инженерной экологии и может быть использовано для оценки состояния водной среды акватории в местах интенсивногоантропогенного воздействия, преимущественно при производстве работгидромеханизированным способом. Цельизобретения - повышение достоверности способа посредством определениякачественности объекта по разностиоптических плотностей белой и чернойчастей искусственного эталона. Использование способа позволяет получать достоверную информацию о состоя"нии водной среды. 3 ил. турой 2 и фотопленкой 3, соединенный посредством гибкого и эластичного ра 4 с искусственным черно-белым э лоном 5; расположенным над загрязненной водной поверхностью 6 водоема (фиг, 1).Дистанционный носитель 1 обеспечивает перемещение фотоаппаратуры 2 с фотопленкой 3 и черно-белым искусст венным эталоном 5 над загрязненной водной поверхностью 6 водоема. В качестве дистанционного носителя 1 могут быть использованы различные плавсредства и аэрокосмические аппараты.Фотоаппаратура 2 представляет собой оптико-механическое устройство, предназначенное для фотографирования объекта съемки с дистанционного носителя 1, накопления и хранения полученной информации. Фотопленка 3 предйазначена дпя регистрации объектасъемки с различной яркостью отдельйых деталей сюжета - черно-белогоЭталона 5 загрязненной водной поверхЭ5ности 6 водоема, сенситометрическогоклина 7, Для съемки могут быть исПользованы обычные фотопленки чувствительностью 32-250, ед. ГОСТ с фотографической широтой Ь не менее 1:32.Гибкий и эластичный шнур 4, соединяющий дистанционный носитель 1 скорпусом черно-белого искусственногоЭталона 5, обеспечивает фиксированиепостоянного расстояния над загрязйенной водной поверхностью в случаеНезначительного удаления дистанционного носителя 1 от объекта съемки,Например, при определении мутностийоды с плавсредств, и правильную ориЕнтацию эталона по отношению к фотоаппаратуре 2, При определении мутности воды с аэрокосмических аппара- .тов, черно-белый искусственный эталон 5 устанавливают на плавсредствах 25Непосредственно над водной поверхностью 6 водоема,Черно-белый искусственный эталон 5, соединенный посредством гибкого и эластичного шнура 4 с дистанционйым носителем 1, служит для оценки качественности объекта съемки на йсей площади контролируемого участка водной поверхности. Этот эталон35 представляет собой легкую пластинку, с укрепленной наней черной (сажа) И белой (баритовой) бумагой.На эмульсионной поверхности фотопленки 3 за пределами основного Изображения с черно-белым искусственным эталоном 5 и участком загрязйенно водной поверхности 6 водоема впечатан сенситометрический клин 7 (Фиг. 2). Последний предназначен для 45 контроля качественности Фотопленки, правильности ее экспонирования и проявления, Он представляет собой узкую полоску на фотографическом эмульсионном слое фотопленки 3, разделен 50 ной на ступени со строго фиксированной экспозицией каждой ступени, изменяющейся в геометрической прогрессии.Техническая система, обеспечивающая определение мутности воды акватории, включает также лабораторный денситометр (не показан), предназначенный для измерения оптической плот ности эмульсионного слоя проявленной Фотопленки 3,Определение мутности воды акватории, например, при использованииплавсредств, осуществляют следующимобразом.Сначала выбирают Фотопленку с фотографической широтой Ь, превышающейинтервал яркостей между черной и белой частями искусственного эталона,т. е, . Ьч. В этом случае выдержкапри съемке объекта контроля может изЬменяться в и раз (где (и= - , ач -чинтервал яркостей между черной и белой частями искусственного эталона,интервал ч всегда превьппает интерваляркостей между абсолютно чистой иабсолютно мутной водой) без искажения яркостного контраста Ьч нафотопленке, который определяетдиапазон оптических плотностейее эмульсионного слоя и является одним из основных критериев при определении мутности воды акватории данным способом,В других случаях, например, приЬч=Ь или Д чЬ, возможно либо однозначение выдержки, либо пропорциональная передача яркостного контраставообще невозможна,Затем фотографируют черно-белыйэталон 5 на фоне участка загрязненной водной поверхности 6 водоема, аза пределами изображения черно-белого эталона 5 и загрязненной воднойповерхности 6 впечатывают сенситометрический клин 7. Далее проявляют фотопленку 3 и получают негативы с дифференциальной оптической плотностьюотдельных деталей сюжета. Денситометром определяют на фотопленке 3 оптические плотности эмульсионного слояс изображением отдельных ступеней сенситометрического клина; черного и белого частей искусственного эталона 5;отдельных участков загрязненной водной поверхности 6 водоема,Определение оптических плотностейэмульсионного слоя фотопленки 3 сизображением отдельных ступеней сенситометрического клина 7 позволяетпостроить характеристическую кривуюдля выбранной фотопленки 3 и определить ее фотографическую широту Ь(Фиг. 3).Фотографическую широту Ь, соответствующую прямолинейному участку харак51550379 теристической кривой, вычисляют как разность десятичных логарифмов экспозиций, соответствующих началу и концу прямолинейного участка характеристической кривой,5 Ь=1 я Н,-1 я Н ,Нюн 321= -- Ннач.,Фотографическая широта Ь как проекция прямолинейного участка на ось1 п Н определяет интервал количестваосвещения, который может передаваться данным светочувствительным слоембез искажения пропорциональности вразличиях яркостей объекта фотографирования, в данном случае загрязненной водной поверхности 6 и чернобелого эталона 5.Определение качественности объекта съемки заключается в установлении 25разности оптических плотностей ДЭэмульсионного слоя проявленной Фото,пленки 3 с изображением белой и черной частей искусственного эталона 5из условия ДЭ 1,08 и ДЭ=сопзй. Это 30условие выполйимо при съемке в яснуюпогоду,когда полезный интервал экспозиций Фотопленки (Фотографическаяширота Ь) превышает интервал плотностей ДЭ, определяемый черно-белымэталоном 5; ДЭ находится на прямолинейном участке характеристической кривой,При ДЭ ( 0,7 и .ДЭФсопзС объектсъемки является некачественным, Причинами этого являются недостаточнаяосвещенность объекта съемки; неправильное определение экспозиции; неправильный выбор режима проявленияфотопленки 3; недостаточная Фотографическая широта Ь фотопленки 3.На отобранных негативах с качественным объектом съемки находят разность оптических плотностей.ДЭэмульсионного слоя проявленной фотопленки 3 с изображением белой частиискусственного эталона Э и участказагрязненной водной поверхности Эу.По установленной разности ДЭ =Эр"Э,определяют мутность воды акваторииС согласно зависимостиС:7,1 ИИ 5где С - мутность воды акватории,мг/л,0,2 Определяют интервал яркостей, например, при ясной погоде и максимальной освещенности Е черно-белого эта- лона или в арифметической форме для бытовых Фотопленок Необходимо отметить .следующее. Наотобранных качественных негативах воспроизведены дифференциальные яркости отдельных пунктов участков контроля с различной мутностью воды, в то время как с использованием фотометрической аппаратуры в соответствии с прототипом, можно получить лишь интегральную (осредненную) яркость всего объекта съемки без выделения отдельных пунктов контроля с разЛичной мутностью воды в пределах участка контроля, что значительно снижает достоверность получаемых результатов. П р и м е р.,Съемка мутности воды участка акватории выполнена при следующих исходных данных:Освещенность объектасъемки Е, люкс 0,0-50000Характеристика чернобелого эталона:коэффициент отражениябелой части 5 0,8черной части0,15Характеристика фотопленки:оптическая плотностьвуали Эооптическая плотностьначального участкахарактеристическойкривой с нормальнойэкспозицией Энц 0,3оптическая плотностьконечного участкахарактеристическойкривой с нормальнойэкспозицией Эоя 2,5коэффициент контрастности 1,5Требуется определить мутность воды на четырех участках акватории. В соответствии с предлагаемым способом определения мутности воды выполняют следующие операции,Определяют фотографическую широту Ь фотопленки1550379 10 015 50 А- - ф=0 239 сб 3,14 40 ДР 1,08 и ДЭ=сопз 1,где ч и ч - яркость белой и чернойчастей эталона (приведенные зависимости справедливы при ясной погоде без учета состояния атмосферы - метеорологических условий).Имеют 0850-и -- - 1,27 сб Б 3,14 ДЭ: Д - -1,5 0,27=1,08.ЧСопоставляют фотографическую широту Ь фотопленки с интервалом яркостейчерно-белого, эталона и устанавливаюг, что ЬДР, т,е. 1 46) 1 08 -20объект съемки является качественным.В этом случае при выполнении съемки мутности, выдержка может изменяться в 1,35 раза без нарушения пропорциональности при передаче различных 25яркостей соответствующим оптическимпЛотностям негатива,Фотографируют черно-белый эталонна фоне участка загрязненной воднойповерхности, а за пределами изображЕния (черно-белого эталона и .загрязнЕнной водной поверхности) впечатывают сенситометрический клин.Проявляют негативы и определяютна денситометре качественность объекта съемки из условия.бЭ 1,08 и ДР="Сопзй для разности оптических плотнОстей эмульсионного слоя с изображением черной и белой частей искусственного эталона,На некачественных негативах определяют причину выполнения неправильной съемки с использованием сенситомЕтричеекого клина и построения харак.теристической кривой,45На отобранных качественных негативах находят разность оптическихплотностей Э ,эмульсионного слояпроявленной фотопленки с изображе. нием белой части искусственного эталона Э и отдельныхпунктов участказагрязненной. водной поверхности Р,и по установленным разностям судято мутности воды акватории С согласнозависимости55С 7,1.ДР В предлагаемом способе определения мутности воды акватории представ ляется возможным дифференциально определить мутность (по разности оптических плотностей негатива.ЬЭ ) влюбой точке негатива, что значительно повышает достоверность конечногорезультата. Приведенные результатыпоказывают преимущества предлагаемого способа определения мутности водыакватории, его более высокую достоверность при проведении технологического контроля за,состоянием воднойсреды. Формула изобретения Способ. определения мутности воды акватории, заключающийся в том, что сканируют и фотометрируют водную поверхность объекта контроля, определяют относительный коэффициент яркости водной поверхности объекта контроля и жкусственного белого эталона, по которому, судят о мутности воды акватории, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения мутности воды акватории, фотографируют белый эталон, дополненный черной частью, на фоне участка загрязненной водной поверхности, при помощи предварительно выбранной фотопленки с фотографической шириной, превышающей интервал яркости между черной и белой частью искусственного эталона, впечатывают на фотопленку сенситометрический клин за пределами изображения черно-белого искусственного эталона и загрязненной водной поверхности, проявляют ,. фотопленку, определяют качество негатйвов по разности оптических плотностей эмульсионного слоя проявленной фотопленки с изображением белой и черной частей искусственного эталона из условия где Д Э=Эр-Э;Э и Э- соответственно оптическаяплотность эмульсионногослоя проявленной фотопленкис изображением белой и черной частей искусственногоэталона,на отобранных качественных негативах ,находят разность оптических плотйостей эмульсионного слоя проявленной фотопленки с изображением белой1550379 где С 1-(,5С 7,3 хДР Фие/ Фиг 2 части искусственного эталона и участка загрязненной водной поверхности)0 и по разности ЬВ =Р-П судят оЪ мутности воды акватории согласно зависимости5 мутность воды акватории,мг/л;оптическая плотность эмульсионного слоя проявленной фотопленки с изображением загрязненной водной поверхности.Производственно-издательский комбинат "Патент", гУжгород, ул. Гагарина, 101 Заказ ВНИИПИ 7 Тираж 510осударственного комитета113035, Москва,о изоб 35, Ра Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5