[发明专利]一种基于无人机的灌丛覆盖度测量方法

权利要求书

1.一种基于无人机的灌丛覆盖度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，划定灌丛化草地区域和航线，确定该区域的生长时间区间；在生长时间区间内通过无人机采集所划定区域的时间连续的若干组多光谱数据；

步骤S2，对所述多光谱数据进行照片自动匹配、三维重建、密集点云生成和正射产品制作，获取灌丛化草地区域的正射影像地图DOM、归一化差值植被指数NDVI影像，并构建数字表面模型DSM；对所述NDVI影像进行图像分割，采用LSMS算法，包括3个参数：空间半径，定义同一分割对象中像元之间的最大欧氏空间距离；范围半径，同一分割对象中像元之间的光谱特征值最大欧氏距离；最小分割尺寸，分割对象包含的最少像元数量；

步骤S3，对NDVI影像进行图像分割，获取分割对象的矢量边界，并基于矢量边界提取每个分割对象的NDVI均值和相对高度差；

步骤S4，设置第一NDVI阈值去除无植被覆盖的分割对象，再设置相对高度差阈值去除低矮草类植物覆盖的分割对象，只保留灌丛覆盖分割对象；

步骤S5，设置第二NDVI阈值，区分灌丛覆盖分割对象内的有植被覆盖像元和无植被覆盖像元；

步骤S6，统计所有灌丛覆盖分割对象内有植被覆盖像元的数量，并计算有植被覆盖像元数占无人机飞行区域内总像元数的比例，作为该区域该时间的灌丛覆盖度；灌丛覆盖度FSC的计算公式如下：

其中，P_shrub为有植被覆盖像元数，为无人机飞行区范围内总像元数。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的灌丛覆盖度测量方法，其特征在于，所述划定灌丛化草地区域和航线，选择远离道路、城镇以及明显障碍物的空旷区域；设置航向、旁向重叠度分别为80%、70%，飞行高度为50米。

3.根据权利要求1所述的基于无人机的灌丛覆盖度测量方法，其特征在于，所述NDVI取值范围为[-1，1]；数字正射影像地图DOM是 RGB真彩色影像。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的灌丛覆盖度测量方法，其特征在于，所述照片自动匹配、三维重建、密集点云生成和正射产品制作，采用DJI Terra软件完成。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的灌丛覆盖度测量方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

步骤S41，设置第一NDVI阈值，以高于第一NDVI阈值的分割对象作为有植被覆盖区，而低于第一NDVI阈值的分割对象作为无植被覆盖区，区分分割对象是否有植被覆盖，保留NDVI均值高于第一NDVI阈值的分割对象；

步骤S42，对所保留的有植被覆盖区的分割对象，设置相对高度差阈值，以高于相对高度差阈值的分割对象作为灌丛覆盖分割对象，以低于相对高度差阈值的分割对象作为稀疏草类植被覆盖区，并最终保留灌丛覆盖分割对象。

6.根据权利要求5所述的基于无人机的灌丛覆盖度测量方法，其特征在于，所述第一NDVI阈值为0.1。

7.根据权利要求5所述的基于无人机的灌丛覆盖度测量方法，其特征在于，所述相对高度差阈值为0.15m。