Google Earth Engine 中地形晕渲图（Hillshade）的实现与应用

原创

已于 2025-05-29 16:25:31 修改 · 1.1k 阅读

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#信息可视化 #遥感 #GEE #DEM

于 2025-04-28 23:45:41 首次发布

引言

在地理信息科学和遥感领域，地形晕渲图（Hillshade）是一种非常有用的可视化工具，它能够通过模拟光照效果，突出显示地形的起伏和地貌特征，帮助我们更直观地理解地形数据。Google Earth Engine（GEE）作为一个强大的地理空间数据分析平台，提供了丰富的工具和方法来处理和可视化地形数据。本文将详细介绍如何在 GEE 中利用 SRTM 数字高程模型（DEM）数据计算并可视化不同太阳方位角下的地形晕渲图。

一、代码实现步骤详解

1.1 角度转换函数定义

// 定义一个将角度从度转换为弧度的函数
function radians(img) {
  return img.toFloat().multiply(Math.PI).divide(180);
}

这个函数的作用是将输入的图像数据（表示角度，单位为度）转换为弧度制。在后续的计算中，三角函数（如正弦、余弦）需要使用弧度制的角度值，因此这个转换是必要的。

1.2 地形晕渲图计算函数定义

// 定义一个根据地形数据计算地形晕渲图的函数，输入为太阳方位角、太阳天顶角、坡度和坡向
function hillshade(az, ze, slope, aspect) {
  // 将角度转换为弧度
  var azimuth = radians(ee.Image(az));
  var zenith = radians(ee.Image(ze));
  // 注意，对图像进行计算时需要使用图像对象的方法。
  // 即 JavaScript 中的运算符（如 +、-、/、*）不能直接用于图像。
  // 以下实现了：
  // 地形晕渲值 = cos(太阳方位角 - 坡向) * sin(坡度) * sin(太阳天顶角) +
  //             cos(太阳天顶角) * cos(坡度)
  return azimuth.subtract(aspect).cos()
    .multiply(slope.sin())
    .multiply(zenith.sin())
    .add(
      zenith.c