基于Sentinel-1雷达数据的洪水动态监测（附完整GEE代码）

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已于 2025-07-18 01:24:24 修改 · 1.1k 阅读

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#遥感 #GEE #地理信息 #sentinel #洪水淹没

于 2025-07-15 20:31:52 首次发布

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洪水是最常见的自然灾害之一，快速、准确地监测洪水淹没范围及动态变化，对灾情评估和救援决策至关重要。本文将介绍如何利用Google Earth Engine（GEE）平台，基于Sentinel-1合成孔径雷达（SAR）数据，实现洪水的自动化监测与分析。

一、为什么选择Sentinel-1数据监测洪水？

Sentinel-1是欧洲航天局（ESA）发射的雷达卫星，具有以下优势，使其成为洪水监测的理想选择：

全天时、全天候工作：不受云雨天气影响，可在洪水发生时的恶劣天气条件下获取数据
高空间分辨率：提供10-30米分辨率数据，能清晰识别淹没区域
短重访周期：单颗卫星重访周期为12天，双颗卫星协同可实现6天重访
对水体敏感：雷达波在水体表面发生镜面反射，回波信号弱（表现为低后向散射值），容易与陆地区分

二、技术流程概述

本研究通过以下步骤实现洪水动态监测：

加载研究区域并设置地图显示
定义需要监测的三个关键时期（洪水前、洪水期、洪水后）
自动获取各时期的Sentinel-1雷达数据
利用Otsu算法自动计算水体提取阈值
提取各时期的淹没范围并可视化
对比分析洪水动态变化

三、完整代码及解析

1. 研究区设置

// 研究区定义（替换为你的研究区资产ID）
var roi = ee.FeatureCollection("projects/ee-hllutlu2024/assets/huaiji");
Map.centerObject(roi, 10); // 将地图中心定位到研究区，缩放级别10

首先需要定义研究区域，这里使用GEE资产中的矢量数据。Map.centerObject函数用于将地图视图定位到研究区，方便后续可视化查看。

2. 监测时期设置

// 三期目标监测时间与标签（可根据实际洪水过程调整）
var dates = [
  {
   
   date: '2024-06-05', label: '洪水前'},  // 洪水前
  {
   
   date: '2024-06-18', label: '洪水期'}, // 洪水期（峰值阶段）
  {
   
   date: '2024-06-30', label: '洪水后'}  // 洪水后
];

根据洪水过程设置三个关键监测时间点（已调整为2024年实际可行日期）：

洪水前：作为基准参考，反映区域正常地表状态
洪水期：监测洪水淹没最大范围（建议选择洪水峰值时段）
洪水后：评估退水情况及未退水区域

3. Sentinel-1数据获取函数

// 获取Sentinel-1影像（目标日期±2天内最新数据，升轨VV极化）
function getS1VV(date) {
   
   
  var start = ee.Date(date).advance(-2, 'day'); // 开始日期：目标日期前2天
  var end = ee.Date(date).advance(2, 'day');   // 结束日期：目标日期后2天
  var imgCol = ee.ImageCollection('COPERNICUS/S1_GRD')
    .filterBounds(roi)                          // 按研究区过滤
    .filterDate(start, end)                     // 按日期范围过滤
    .filter(ee.Filter.listContains('transmitterReceiverPolarisation', 'VV')) // 选择VV极化
    .filter(ee.Filter.eq('orbitProperties_pass', 'ASCENDING')) // 选择升轨数据（避免轨道差异影响）
    .sort(