WISP – blauwalgen monitoring met ‘remote sensing’
Steef Peters (
[email protected]) www.bluelegmonitor.com Met enige illustraties uit: “Blue-green catastrophe: NIOO PhD thesis by Stefan Simis” en daaruit gepubliceerde papers.
IVM-VU Water Insight (2005)
BlueLeg Monitor(2012)
Waarom zou je blauwalgen willen remote sensen?
Keywords: Zichtbare Drijflaag Groene kleur Troebelheid Voetzicht
Wat is de WISP-3?
De WISP-3 (3-channel Water Insight SPectrometer) is: 1)Een geavanceerd draagbaar optisch meetsysteem 2)Bestaande uit 3 gevoelige spectrometers 3)On-board computer voor aansturing, verwerking en opslag 4)Bijbehorend web-systeem (database, analyse en presentatie Ontwikkeld uit pioneers onderzoek o.a. aan NIOO en Vrije Universiteit Uitontwikkeld door Water Insight Commercieel aangeboden door Blueleg Monitor
Technische innovaties in de WISP-3
Technische verbeteringen tov oude methode: -Gehele meting binnen seconden ipv 5+ minuten -Gecalibreerde meting -Resultaat direct afleesbaar -Data op SD-kaart -web based database en resultaten viewer -algoritmes zijn sterk verbeterd -Na korte training kan de meting verricht worden zonder verdere vooropleiding
Wat meet de WISP-3?
§ De WISP-3 meet de kleur van het water uitgedrukt als spectrum § Dit is een gecalibreerde en kwantitatieve meting § Het spectrum levert direkte informatie over parameters die licht in het water beinvloeden, nl: -Chlorophyll-a -Zwevende stof (TSM) -Gekleurde opgeloste organische stof, vnl. humuszuren (CDOM) -Diffuse uitdoving (Kd) -Doorzicht (Secchi disk diepte) -Blauwalgen pigment (Phycocyanine, PC) -Andere typische algenpigmenten (wijzend op bv de aanwezigheid van dinoflagellaten)
Verschillen met fluorescentie metingen
•
Optische metingen van Chl-a zijn minder gevoelig voor de hoeveelheid omgevingslicht (geen quenching)
•
In de berekeningen worden CDOM en TSM uitgerekend: er is geen extra calibratie nodig voor lichtverlies door deze parameters
•
Optische metingen leveren meerdere parameters met slechts één instrument TSM, Chl-a, PC, Kd, SD, CDOM,...
•
De achterliggende modellen zijn niet erg gevoelig voor variaties in optische eigenschappen.
•
Optische metingen zijn boven water dus geen biofouling
•
Optische metingen bruikbaar op verschillende platforms (boot, kade, vliegtuig, satelliet)
•
Optische metingen meten over een wateroppervlak en een waterkolom
Onze modellen en algorimes werken op basis van optische eigenschappen
Optische modellen kunnen spectra voorspellen op basis van SIOPs en concentraties: effect van TSM toename
DW neemt toe in stappen van 10 Chl-a =constant (10) PC = 0
CDOM Absorptie
TSM PC Chl-a Reflectie absorptie absorptie
TSM Reflectie + water Absorptie
Optische modellen kunnen spectra voorspellen op basis van SIOPs en concentraties: effect van CDOM toename
DW =10 Chl-a =10 PC = 0
CDOM Absorptie
TSM PC Chl-a Reflectie absorptie absorptie
TSM Reflectie + water Absorptie
CDOM neemt toe in stappen van 0.05
Optische modellen kunnen spectra voorspellen op basis van SIOPs en concentraties: effect van Chl-a toename
DW =10 Chl-a =neemt toe in stappen van 10 PC = 0
CDOM Absorptie
TSM PC Chl-a Reflectie absorptie absorptie
TSM Reflectie + water Absorptie
Optische modellen kunnen spectra voorspellen op basis van SIOPs en concentraties: effect van Phycocyanine toename
DW =10 Chl-a =10 PC = neemt toe in stappen van 10
CDOM Absorptie
TSM PC Chl-a Reflectie absorptie absorptie
TSM Reflectie + water Absorptie
Optische modellen kunnen spectra voorspellen op basis van SIOPs en concentraties: effect van variatie van alle concentraties
Alle concentraties nemen samen toe
CDOM Absorptie
TSM PC Chl-a Reflectie absorptie absorptie
TSM Reflectie + water Absorptie
Verificatie op basis van gesimuleerde data
Validatie met coastcolour in-situ data CoastColour is recent ESA project Vergelijking 12 wereld-beste algorithmes WISP algorithme (AP06) = #1
Phycocyanine IJsselmeer + Spaanse meren
Simis et al., 2006
Independent validation in Schotland
From PC to cell counts and microcystins
Conclusies WI participeert in nationale en internationale onderzoeksprogramma’s voor - Validatie van spectro-fotometrische technieken en WQ parameters - ontwikkeling van afgeleide producten en diensten De validatie resultaten voor TSM, Chl-a, CDOM, Kd en PC zijn goed De technieken zijn uitgekristalliseerd en zijn nu praktisch inzetbaar. Waternet is een van onze launching customers. U ook?
Resultaten uit het verleden bieden garanties voor de toekomst
Bedankt voor Uw aandacht
