如何在QGIS或R（非adehabitat包）计算利用分布重叠指数(UDOI)

方法一：基于R的ks包直接计算（无需adehabitathr） #

UDOI的核心是计算两个物种利用密度的乘积在空间上的积分，直接用ks生成的kde对象就能实现，步骤如下：

1. 统一栅格化参数 #

假设你已经有两个物种的kde对象kde_sp1和kde_sp2，先确定共同的栅格范围和分辨率：

# 取两个家域的外接矩形作为统一范围
x_range <- range(c(kde_sp1$eval.points[[1]], kde_sp2$eval.points[[1]]))
y_range <- range(c(kde_sp1$eval.points[[2]], kde_sp2$eval.points[[2]]))

# 设置栅格分辨率（单位与你的坐标系统一致，比如米）
res <- 100

2. 生成密度栅格 #

用predict()函数生成两个物种的密度栅格：

# 生成栅格网格点
grid_points <- expand.grid(
  x = seq(x_range[1], x_range[2], res),
  y = seq(y_range[1], y_range[2], res)
)

# 预测每个网格点的密度值
dens_sp1 <- predict(kde_sp1, x = grid_points)
dens_sp2 <- predict(kde_sp2, x = grid_points)

3. 计算UDOI #

• 如果是平面坐标系（比如UTM），直接计算：

cell_area <- res^2  # 单个栅格单元的面积
udoi <- sum(dens_sp1 * dens_sp2, na.rm = TRUE) * cell_area

• 如果是地理坐标系（WGS84），需要计算每个栅格的实际球面面积，用geosphere包：

library(geosphere)

# 为每个栅格单元生成四个顶点坐标
grid_polygons <- apply(grid_points, 1, function(p) {
  matrix(c(
    p[1], p[2],
    p[1]+res, p[2],
    p[1]+res, p[2]+res,
    p[1], p[2]+res,
    p[1], p[2]
  ), ncol=2, byrow=TRUE)
})

# 计算每个单元的面积
cell_areas <- sapply(grid_polygons, areaPolygon)

# 计算UDOI
udoi <- sum(dens_sp1 * dens_sp2 * cell_areas, na.rm = TRUE)

方法二：用QGIS计算 #

如果你已经有导出的Shapefile或密度栅格，按以下步骤操作：

1. 准备密度栅格（若只有多边形） #

如果只有ks生成的家域多边形，先在R里转成密度栅格并导出为GeoTIFF：

library(raster)
# 基于之前的grid_points和dens_sp1生成栅格对象
r_sp1 <- raster(matrix(dens_sp1, nrow = length(seq(x_range[1], x_range[2], res)), byrow = TRUE),
                xmn = x_range[1], xmx = x_range[2], ymn = y_range[1], ymx = y_range[2])
writeRaster(r_sp1, "sp1_kde.tif", format = "GTiff")

# 同理导出物种2的栅格
r_sp2 <- raster(matrix(dens_sp2, nrow = length(seq(x_range[1], x_range[2], res)), byrow = TRUE),
                xmn = x_range[1], xmx = x_range[2], ymn = y_range[1], ymx = y_range[2])
writeRaster(r_sp2, "sp2_kde.tif", format = "GTiff")

2. QGIS操作步骤 #

• 导入两个GeoTIFF栅格，确保坐标系一致。
• 打开【栅格计算器】，输入公式："sp1_kde@1" * "sp2_kde@1"，生成乘积栅格。
• 若为平面坐标系：
  1. 查看乘积栅格的分辨率，计算单元面积（分辨率²）。
  2. 打开乘积栅格的属性表，用【统计】工具获取像素值总和，乘以单元面积得到UDOI。
• 若为地理坐标系：
  1. 用【栅格转矢量】工具将乘积栅格转为多边形图层。
  2. 给多边形图层添加新字段，用字段计算器输入$area计算每个单元的实际面积。
  3. 再添加字段，输入"value" * "area"计算每个单元的贡献值。
  4. 用【统计】工具求贡献值字段的总和，即为UDOI。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Larissa