[发明专利]一种基于消费级无人机的植被多样性探测方法

权利要求书

1.一种基于消费级无人机的植被多样性探测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.使用消费级无人机获取待测试区域的数字正射影像DOM、数字地面表面模型影像DSM以及数字地形模型影像DTM：

S2.通过数字正射影像计算待测试区域的绿度指数GLI，根据绿度指数GLI将待测试区域内的植被划分为不同颜色的植被类型；

S3.计算数字地面表面模型的影像以及数字地形模型的影像之间的差值，将差值作为待测试区域的植被高度，根据植被高度将待测试区域内的植被划分为不同高度的植被类型；

S4.将待测试区域的植被影像划分为大小相同的单元格，综合植被颜色与高度将测试区域植被划分为不同的植被类型，然后根据每个单元格内的植被类型和覆盖度计算每个单元格内的植被多样性。

2.根据权利要求1所述的基于消费级无人机的植被多样性探测方法，其特征在于：所述步骤S1具体方法为：设置无人机飞行路径和拍摄参数后得到航摄照片，并通过GPS RTK确定控制点坐标，然后通过Agisoft PhotoScan软件对航摄照片经过照片对齐、格网生成、密集点云等步骤得到研究区域的数字正射影像、数字地面表面模型影像以及数字地形模型影像。

3.根据权利要求1所述的一种基于消费级无人机的植被多样性探测方法，其特征在于：所述步骤S2的具体方法为：基于数字正射影像计算植被绿度指数GLI利用下式计算：

式中Green，Blue，Red分别为绿光、蓝光和红光波段，光谱范围为0-255，然后将GLI低于0.02的单元划分为无植被，将GLI在0.02到0.04之间的单元划分为黄褐色植被，将GLI在0.04到0.08之间的单元划分为浅绿色植被，将GLI大于0.08的区域划分为深绿色植被从而得到基于颜色划分的植被类型分布。

4.根据权利要求1所述的一种基于消费级无人机的植被多样性探测方法，其特征在于：所述步骤S3的具体方法为：在ArcMap软件中通过栅格计算功能，使用植被表面模型影像减去植被地形模型影像，将栅格图像间的差异作为植被高度；设置植被高度的阈值为0、0.4以及2米，将植被高度小于0米的区域划分为边坡植被，将植被高度在0到0.4米之间的区域划分为矮小植被，将植被高度在0.4到2米之间的区域划分为中等植被，将植被高度超过2米的区域划分为高大植被，从而得到基于高度划分的植被类型分布。

5.根据权利要求1所述的一种基于消费级无人机的植被多样性探测方法，其特征在于：所述步骤S4的具体方法为：将步骤S2与S3中分别确定的基于颜色和高度的植被类型，在ArcMap中通过叠加处理，将区域内植被划分为边坡黄叶植被、低矮黄叶植被、中等黄叶植被、高大黄叶植被、边坡浅绿植被、低矮浅绿植被、中等浅绿植被、高大浅绿植被、边坡深绿植被、低矮深绿植被、中等深绿植被、高大深绿植被；植被划分完成后将研究区域划分为大小相同的10*10平方米单元格，由于单株植物在无人机影响上也占据了多个栅格单元，由于通过划分植被的颜色和高度，单株植物内部颜色和高度的差异被消除，所以利用下式统计每个单元格内存在的植被类型及其覆盖度C：

式中a为栅格内第i类植被的面积，A为遥感影像栅格的面积，在此次研究中栅格的大小为10*10m²。

最后根据植被多样性公式计算每个栅格单元的植被多样性，具体公式为：

其中S代表单位面积内的物种数量，N代表单位面积内的植被数量，通过植被覆盖度代替，pi代表i物种在单位面积内的比例。