? ? ? ? 除了水文分析和溝道形態(tài)分析之外，在實際工作中還要計算植被蓋度！

???????植被蓋度，也稱為植被覆蓋率或植物覆蓋度，是指某一地表面積上植物冠層垂直投影面積占該地表面積的比例。它通常以百分比的形式表示，是描述地表植被狀況的一個重要參數(shù)。植被蓋度不僅反映了植物個體的大小和密度，還體現(xiàn)了群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)。

? ? ? ? 本次計算植被蓋度所用到的軟件為：Pix4Dmapper和Arcgis10.8.1

步驟1：處理無人機影像（使用Pix4D）

1. 創(chuàng)建項目：

???- 打開Pix4Dmapper。

???- 創(chuàng)建一個新項目，選擇“開始一個新項目”，輸入項目名稱，選擇項目文件夾（路徑無中文）。

???- 導(dǎo)入無人機拍攝的原始影像。?

? ?- 在處理選項模板處選擇第一個——“3Dmap”

注意：如果你的無人機攜帶的是RGB相機，你最后想要求一個植被指數(shù)的時候，千萬不要選Ag Mulispectral這個模板，因為相機中不帶有近紅外波段，無法進(jìn)行處理。當(dāng)然，如果你攜帶的相機帶有近紅外波段的話，并且你恰好需要一個植被指數(shù)如NDVI的話，就可以選擇它。

? ? ? ? 我們后續(xù)會使用一些其他適用于RGB相機的植被指數(shù)來反映植被的生長情況。

2. 設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)：

???- 確保設(shè)置了正確的坐標(biāo)系統(tǒng)，這樣后續(xù)才能準(zhǔn)確匹配其他地理數(shù)據(jù)。一般會自動識別坐標(biāo)系統(tǒng)，比如我的項目坐標(biāo)系統(tǒng)為WGS84_UTM_Zone49N。

3. 影像處理：

???- 在“1. 初始處理”階段，軟件會自動進(jìn)行影像匹配，生成稀疏點云。

???- 在“2. 點云與網(wǎng)格”階段，選擇生成密集點云和表面模型。

???- 在“3. DSM、正射影像和指數(shù)”階段，生成數(shù)字表面模型（DSM）和正射影像。

????????該階段耗時較長，請耐心等待

? ? - 在結(jié)束后可以導(dǎo)出質(zhì)量報告。

? ? -?DSM和正射影像DOM結(jié)果都被保存在3_dsm_ortho文件夾下，其中DSM被保存在1_dsm文件夾，DOM被保存在2_mosaic文件夾。?

? ? - 三維網(wǎng)格紋理在3d_mesh中，加密電云在point_cloud中

4. 生成植被指數(shù)：

? ? ? ? 當(dāng)使用無人機攜帶的RGB相機時，我們無法直接計算NDVI（歸一化差異植被指數(shù)），因為NDVI需要近紅外（NIR）波段和紅光（Red）波段的信息，而普通的RGB相機只能捕捉紅光、綠光和藍(lán)光三個波段的信息。為了彌補這一不足，研究人員開發(fā)了一些基于RGB波段的植被指數(shù)，這些指數(shù)可以在一定程度上反映植被的生長狀況。如NGRDI、EGRBDI、RGBVI、NGBDI等，下面是幾個常用的替代指數(shù)：

補充：對于上面部分指數(shù)的解釋

1. NGRDI (Normalized Green-Red Difference Index) 歸一化綠紅差異指數(shù)

適用場景: NGRDI 主要用于評估植物的綠色程度，因為綠色植物的葉綠素含量較高，可以更好地吸收紅色光而反射綠色光。因此，在評估植物生長狀態(tài)、健康狀況及病害監(jiān)測方面非常有用。

2. EGRBDI (Enhanced Green Red Blue Difference Index) 增強型綠紅藍(lán)差異指數(shù)

適用場景: EGRBDI 是一個較為特殊的植被指數(shù)，它考慮了紅光、藍(lán)光與綠光的關(guān)系，能夠更細(xì)致地反映植物的生理狀態(tài)。這種指數(shù)在特定的研究中可能有助于區(qū)分不同類型的植被或識別植物的特定生理特征。

3.RGBVI (Red Green Blue Vegetation Index) 紅綠藍(lán)植被指數(shù)（最適用于本實驗）

適用場景: RGBVI 結(jié)合了紅、綠、藍(lán)三種顏色的信息，適用于基于可見光范圍內(nèi)的圖像來評估植被覆蓋度和健康狀況。它對于那些需要使用普通相機獲取數(shù)據(jù)的應(yīng)用特別有用，比如無人機航拍或手機拍攝的植被監(jiān)測。

4.NGBDI (Normalized Green-Blue Difference Index) 歸一化綠藍(lán)差異指數(shù)

適用場景: NGBDI 可以幫助評估植被的健康狀態(tài)，特別是在水體附近的植被監(jiān)測中，由于藍(lán)光更容易被水吸收，因此這個指數(shù)可以幫助區(qū)分水生植被和陸地植被。

5.GLI (Green Leaf Index) 綠葉指數(shù)（又名VDVI）

適用場景: GLI 能夠有效地突出綠色植物的特征，適用于監(jiān)測植物的生長狀態(tài)、健康水平以及植被覆蓋度。它對于需要快速評估大范圍植被狀況的應(yīng)用尤其有用。

?————————————分割————————————

? ? ? ? 在Pix4D中，點擊“視圖”->“指數(shù)計算器”?？梢蕴砑游覀兊囊恍┲笖?shù)。

????????最后要注意在處理選項中勾選指數(shù)（根據(jù)需要判斷是否勾選R、G、B以及灰度部分，建議不勾選），并重新處理第三部分（耗時很長，至少三個小時）

? ? ? ? 補充：如果你的指數(shù)部分已經(jīng)構(gòu)建過一次了，那么你可以不用再進(jìn)行第三部分了（耗時實在是太長了），你可以在指數(shù)計算器中添加并編輯新的指數(shù)，添加后點擊生成即可。

????????結(jié)束后在文件夾內(nèi)即可找到對應(yīng)的圖像：

步驟2：導(dǎo)入和分析數(shù)據(jù)（使用ArcGIS）

1. 導(dǎo)入數(shù)據(jù)：

???- 打開ArcGIS。

???- 通過“添加數(shù)據(jù)”按鈕，導(dǎo)入步驟1中生成的正射影像和植被指數(shù)圖像。

2. 使用植被指數(shù)計算植被蓋度：

???- 利用植被指數(shù)，可以通過設(shè)定閾值來確定哪些區(qū)域是植被。通常，這些指數(shù)值范圍為-1到1，植被通常表現(xiàn)為正值，具體閾值可根據(jù)實際情況調(diào)整（依據(jù)遙感數(shù)字圖像處理教程，植被指數(shù)在0.4~0.5之間為綠色健康植物，若只考慮覆蓋程度而不考慮健康狀況則降低閾值）。

???- 使用“柵格計算器”來應(yīng)用閾值，生成植被覆蓋區(qū)域的二值圖像。例如：

?????Con("xxxxx.tif" > 0.25,1,0)

注意：閾值的選定是動態(tài)的，需要進(jìn)行多次嘗試，對比生成后與原tif圖像的區(qū)別，選擇最契合的閾值。因為植被指數(shù)≠NDVI，對于NDVI來說，我們可以直接認(rèn)為植被在某數(shù)值間是健康的，而對于這種不常見的指數(shù)而言，我們需要對比不同閾值的契合度選擇最合適的值作為判斷植被的標(biāo)準(zhǔn)。

? ? ? ? 如下圖所示，我經(jīng)過多次嘗試，最后選擇了一個最契合RGBVI植被指數(shù)的圖像（閾值設(shè)置為0.1，僅供參考）。在實際操作中，我們需要進(jìn)行多次的反復(fù)對比。

???- 等待處理完成后，會生成一個新的柵格圖層，其中1表示植被，0表示非植被區(qū)域。

3. 計算植被蓋度百分比：

???- 打開“屬性表”來統(tǒng)計植被（值為1）的像素總數(shù)和總像素數(shù)。（Count）

???- 計算植被蓋度百分比：

?????(植被像素數(shù) / 總像素數(shù)) * 100%

? ? ? ? 可以導(dǎo)出到excel表格進(jìn)行簡要計算。