延續上一講的雙域視角(巨孔隙/微孔隙)，這一講的參數會分成兩組來看:定義「桶子形狀」的靜態參數(LL、DUL、SAT、bulk density),跟決定「桶子怎麼漏水」的動態參數(SWCON、𝐾𝑠𝑎𝑡)。 3.1 靜態參數:桶子的三條水位線 (1) LL(Lower Limit,凋萎點下限) 這是植物完全無法吸取的水分下限,操作型定義通常對應到 −1.5 MPa(15 bar)的基質勢。在微孔隙/巨孔隙框架下,LL 描述的完全是微孔隙域——這個含水量下,水被吸附在極細孔隙的表面,基質勢極負,只存在於微孔隙的毛細跟吸附作用力範圍內,巨孔隙在這個含水量早就空了。 DSSAT 通常用 LL(而不是永久凋萎點 wilting point)這個名稱,是因為它其實是「特定作物根系可達到的下限」,理論上依作物種類、根系穿透力略有差異,但實務上常直接借用土壤的物理凋萎點。 (2) DUL(Drained Upper Limit,排水上限) 這是整套 bucket 理論裡最關鍵的一條線——它同時也是上一講講的「巨孔隙排水」的觸發點:𝑆𝑊> 𝐷𝑈𝐿 SW>DUL 才會啟動𝐷𝑅𝐴𝐼𝑁𝐿 方程。 物理意義上,DUL 是「重力排水已經(近似)結束、只剩微孔隙毛細力撐著水」的那個含水量,通常對應基質勢在 −10 到 −33 kPa 之間(視質地而定,砂土接近 −10 kPa,黏土接近 −33 kPa)。用雙域語言講:DUL 就是巨孔隙域清空、微孔隙域仍飽滿的那條分界線。這也是為什麼 DUL 不是一個絕對的物理常數,而是跟排水時間、量測方式高度相關的操作型定義——現場量測通常是「飽和後排水1–2天」的含水量,這個「1–2天」本身就是承認巨孔隙排水需要一點時間,但排水速率遠快於微孔隙。 (3) SAT(Saturation,飽和含水量) 這是巨孔隙+微孔隙全部孔隙都灌滿水時的含水量,約等於總孔隙度 𝜙 。注意上一講 Emerman 論文提到的關鍵假設——「巨孔隙域跟微孔隙域必須有相同的飽和含水量才能讓雙域模型的擬合站得住腳」。這句話反過來提醒你:SAT 這個看似簡單的參數,其實隱含了「兩個域共享同一個總孔隙空間」的假設,在真實土壤中不一定成立(比如強烈結構化的黏土,巨孔隙可能只佔總孔隙度很小一部分)。 (4) Bulk...
每次發現多光譜的影像無法直接用相片瀏覽器打開，一整個就是眼神死😪😪😪，在俊毅的幫忙之下開始使用QGIS來看影像，自己可以疊合出NDVI的照片，總算知道自己沒有那麼笨，可以做一點基礎的工作。今天的目的是完成打開影像、套疊NDVI、轉成XYZ格式的練習，之後來試試使用Python進行。
這裡面最主要是使用Tool box 裡面的兩個工具，Raster calculator 可以進行波段的計算，長出具有特色的波段圖層(例如NDVI, NBI....)，Rearrange Bands 把我們感興趣的波段匯出，這裡我選擇xyz產出習慣處理的資料格式。
有關影像
這邊使用的是正射過的影像為案例，鏡頭是MicaSense的RedEdge-MX，屬於5波段的多光譜相機，總共有藍光(475 nm, 20 nm width)、綠光(560 nm, 20 nm width)、紅光(668 nm, 10 nm width)、紅邊(717nm, 10 nm width)、近紅外光(840 nm, 40 nm width)。
操作的時候會有5個band，band 1 是波長最短的藍光，依序到波長最長的進紅外光(band 5)。
打開影像
用QGIS打開影像，一般的RGB影像(左圖)看起來就是舒舒服服，可是多光譜影像(右圖)長得麻麻喳喳的，越看越懷疑自己眼睛業障重。
我發現在QGIS可以設定波段的呈現，但似乎怎麼調都怎麼怪。
Raster calculator - 波段疊加
在Tool box 裡面有一個 raster calculator，可以用來進行波段的套疊，打開後就可以選擇波段進行計算，我們發現這裡面有一個NDVI的功能，點了add之後就會跑出一個對話視窗，選擇NIR是第5個波段，Red是第3個波段。
(0808多光譜正射@5 - 0808多光譜正射@3) / (0808多光譜正射@5 + 0808多光譜正射@3)
之後也可以直接輸入公式，來呈現我們要的波長疊合方式。
科普一下，NDVI = (NIR - R) / (NRI + R) ，越健康的植物越會反射紅外光，因此越接近1。
這邊有一個bug，Reference layer(s)的地方一定要輸入參考圖層，作為CRS的選擇，雖然它叫做optional，但是不選擇就會有錯誤訊息，這根本就是：「沒關係，我沒有強迫你一定要選擇哦。」決定不選就發現爆掉了，有夠機歪的啦。
算完之後預設是灰階的圖片，這裡有一個小技巧，在圖層屬性的Symbology，選擇 single band pseudocolor，選擇紅黃綠的色階，把最小值設定為0，最大值設定為1。
將~將~將~，一張看起來舒服的NDVI照片就出現了。
單一波段匯出
先前測試的結果，轉成xyz之後檔案會變得非常大(大概有5G，根本打不開)，我們就選定中間都是鳳梨的區域來進行。
先數化圖層
再從Raster -> Extraction -> Clip Raster by Mask Layer，記得選擇多光譜的圖層和數化的polygon進行裁剪。
套疊RGB一下，我們感興趣的區域就是這麼大
重點就是 Rearrange Band
選擇Tool box 裡面的 Rearrange Bands，可以將波段分開來
我們就從藍光開始做起，選擇Band 1
副檔名選擇.xyz
經過來漫長的等待後，就順利的產製檔案
用notepad打開來看看
果然資料就是用XYZ的方式呈現，我有發現，QGIS會把圖片修正為長方形，雖然原本我們所切割的圖層面積較小，但它似乎會用圖層最邊界的XY座標進行計算，目前還想不到破解方法。
留言
張貼留言