使用Google Earth Engine以平均值合成影像并进行统计分析

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本文介绍了如何使用Google Earth Engine (GEE) 合成Landsat 8卫星影像的平均值,并进行统计分析。GEE提供丰富的遥感数据集和计算能力,便于地理空间数据处理。通过导入、筛选Landsat 8影像,计算平均值,然后应用统计分析方法如计算最小值、最大值、均值和标准差,展示了GEE在地理数据处理和分析中的高效性和准确性。

Google Earth Engine(GEE)是一个强大的云平台,用于可视化、处理和分析地理空间数据。它提供了丰富的遥感数据集和强大的计算能力,使用户能够进行高效的地理数据处理和分析。在本文中,我们将介绍如何使用GEE以平均值的形式合成影像,并对合成影像进行统计分析。

首先,我们需要在Google Earth Engine中导入所需的图像数据集。在这个示例中,我们将使用Landsat 8卫星的多个影像,这些影像以不同的时间拍摄。下面是导入图像数据的代码:

// 导入Landsat 8卫星的影像集合
var collection = ee.ImageCollection('LANDSAT/LC08/C01/T1');

// 设置影像范围和时间范围
var regi
<think>我们正在回答用户的问题:如何在Google Earth Engine中实现NDVI的时序分析用于农田监测? 根据用户提供的引用,特别是引用[1][2][3],我们可以总结出以下步骤: 1. 数据准备:选择合适的数据源(如Landsat、Sentinel-2或MODIS),确定研究区域和时间范围。 2. 数据预处理:包括云掩膜、大气校正等,以确保数据质量。 3. 计算NDVI:利用遥感影像的红光和近红外波段计算NDVI。 4. 农田掩膜:使用土地覆盖数据(如ESA WorldCover)提取农田区域,仅对农田区域进行时序分析。 5. 时间序列构建:按时间序列(如每16天)计算农田区域的NDVI均值(或中值等),形成时间序列。 6. 可视化:绘制NDVI时间序列曲线图,或者生成时间序列动画。 7. 导出结果:可以将时间序列数据导出到Google Drive或进行进一步分析。 接下来,我们将按照这些步骤详细说明,提供相应的GEE代码示例。 </think>### 在Google Earth Engine中实现NDVI时序分析监测农田的方法 通过整合多源遥感数据与GEE云平台能力,可实现农田NDVI时序动态监测,核心流程如下: #### 1. **数据准备与预处理** - **影像源选择** - MODIS MOD13Q1:16天合成250米分辨率NDVI数据,适合大范围长期监测[^3] - Sentinel-2/Landsat:10-30米分辨率,适合精细分析(需云掩膜) ```javascript // 加载MODIS NDVI数据集(2005-2024) var ndviCollection = ee.ImageCollection('MODIS/006/MOD13Q1') .filterDate('2005-01-01', '2024-12-31') .select('NDVI'); ``` - **农田掩膜创建** 使用ESA WorldCover土地分类数据提取农田区域(类别代码40): ```javascript var landCover = ee.ImageCollection("ESA/WorldCover/v200"); var farmland = landCover.filter(ee.Filter.eq('landcover_class', 40)); // 农田类别 ``` #### 2. **时序分析关键步骤** - **生长季筛选** 聚焦主要作物生长季(5-10月),增强分析针对性: ```javascript var growingSeason = ndviCollection.filter(ee.Filter.calendarRange(5,10,'month')); ``` - **空间裁剪与均值统计** 按行政区划计算农田平均NDVI: ```javascript var roi = ee.FeatureCollection("用户/研究区域矢量"); // 导入研究区矢量 var regionNDVI = growingSeason.map(function(image){ return image.clip(roi).updateMask(farmland) .reduceRegion({ reducer: ee.Reducer.mean(), geometry: roi.geometry(), scale: 250 }); }); ``` - **时间序列可视化** 生成NDVI变化曲线图: ```javascript var chart = ui.Chart.image.seriesByRegion({ imageCollection: growingSeason, regions: roi, reducer: ee.Reducer.mean(), scale: 250, xProperty: 'system:time_start' }).setOptions({title: '2005-2024年农田NDVI时序变化'}); print(chart); ``` #### 3. **高级分析方法** - **物候特征提取** 结合物候参数识别关键生长阶段: ```javascript var phenology = ndviCollection.map(function(img){ var doy = img.date().getRelative('day','year'); return img.set('doy', doy); }); // 计算生长峰值日(maxDOY)和生长季长度(LOS) ``` - **异常检测** 对比历史均值识别异常区域: ```javascript var baseline = ndviCollection.filterDate('2005-2010').mean(); var anomaly = growingSeason.map(function(img){ return img.subtract(baseline).clip(roi); }); ``` #### 4. **结果导出与应用** - **数据导出** 导出农田NDVI统计结果(支持CSV或GeoTIFF): ```javascript Export.table.toDrive({ collection: regionNDVI, description: 'Farmland_NDVI_Stats' }); ``` - **应用场景** - 灌溉需求评估:低NDVI区域识别需灌溉农田[^1] - 灾害预警:突降NDVI提示干旱/病虫害 - 种植结构分析:不同作物NDVI时序曲线比对[^2] > **技术要点**: > - 分辨率权衡:大区域用MODIS(250米),小地块用Sentinel-2(10米) > - 时序滤波:使用Savitzky-Golay滤波平滑噪声 > - 验证方法:结合地面采样点或农业统计年报 案例参考:[GEE完整脚本](https://code.earthengine.google.com/3ed8a5303c610e063ae3a4517ca4e146)演示了物候特征提取流程[^2]。
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