GEE计算时间序列植被指数-以哨兵2数据计算MTCI指数为例+多点像元时间序列值提取

GEE计算时间序列植被指数-以哨兵2数据计算MTCI指数为例

// 首先是去云处理
function rmCloudByQA(image) {
  var qa = image.select('QA60');
  var cloudBitMask = 1 << 10;
  var cirrusBitMask = 1 << 11;
  var mask = qa.bitwiseAnd(cloudBitMask).eq(0)
               .and(qa.bitwiseAnd(cirrusBitMask).eq(0));
  return image.updateMask(mask);}
// 计算MTCI指数(选择哨兵2数据的第4,5,6波段)
function s2_mtci(image) {
     var mtci = image.expression('(RE2 - RE1)/ (RE1 - Red)', {
    'RE2': image.select('B6'),
    'RE1': image.select('B5'),
     'Red': image.select('B4'),
    }).float().rename('MTCI');  // 这里强调一点需要利用rename()将结果名字改成‘MTCI’,原因后面再说。
    return image.addBands(mtci);  
} // 这里强调,函数返回的如果直接是image的话,后面在进行时序分析就会报错,说没有波段匹配,因为缺少了相应的时间信息。所以这里是将计算的结果作为一个波段添加进原影像中。 
// 导入研究区
var roi = ee.FeatureCollection("users/area");
// 导入哨兵2数据,根据时间、研究区和云量对影像进行筛选
var s2_col = ee.ImageCollection("COPERNICUS/S2")
               .filterBounds(roi)
               .filterDate('2022-05-14','2022-09-21')
               .filter(ee.Filter.lte('CLOUD_COVERAGE_ASSESSMENT',20))
               .map(rmCloudByQA)
               .map(function(image){
                 return image.clip(roi)
               });
print (s2_col)  
// 计算研究区的MTCI指数
var mtci = s2_col.map(s2_mtci).select("MTCI");  // 上面只有rename()函数使用了以后,才能在这里根据名字进行select,不然的话,mtci指数的波段名字这里就是显示的'B6_1',不知道为什么是这样的。
print ('mtci is:', mtci)
Map.addLayer(mtci)

// 站点时间序列显示(以日期和日序数两种)

var chart1 = ui.Chart.image.series({
  imageCollection:mtci,
  region:ee.Geometry.Point([107.29424,40.73286]),
  reducer:ee.Reducer.mean(),  //计算均值
  scale:10
}).setOptions({title:'MTCI IMAGE SERIES'});
print(chart1);


var chart2 = ui.Chart.image.doySeries({
  imageCollection:mtci,
  region:ee.Geometry.Point([107.29424,40.73286]),
  regionReducer:ee.Reducer.mean(),
  scale:10
}).setOptions({title:"ROI MTCI EACH DAY SERIES"})
print(chart2)

**结果:**可以看到选择以后只有mtci一个波段数据;时间序列数据也可以得到,通过右上角可以打开新的界面,导出图以及相应的数据表。
导出
在这里插入图片描述

多点像元时间序列值提取

上述代码只是提供了单点的时间序列的表示,下面这个代码是在上述代码的基础上,提取多点像元时间序列,并导出。代码参考的博文GEE:提取多个点的时间序列数据

// 提取多点像元值  

var pointValues = mtci.toBands().sampleRegions({  // 这里必须使用toBands才能进行计算,没搞懂这个是啥意思。
  collection:syz,  
  /* properties:ee.List(['Number']),*/  //这里如果加上properties的话应该是可以根据矢量点的属性信息导出数据的,如果不加的话,属性信息应该都会导出,这里没有测试过。
  scale:10
});

print(pointValues)
//导出
Export.table.toDrive({
		collection: pointValues,
		description:"MTCI",
		folder: "MTCI",
		fileFormat: "CSV"
});

导出的数据的编号和print(pointValues)中的feature是一致的,可以对照。我的矢量点文件中也有Number编号,所以也可以对照。如图:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

申明: 自己也是查询了很多代码,加上自己的理解得到的结果,有问题大家可以指出来,互相交流学习,自己关注的是以下几个公众号来学习,推荐一下。
在这里插入图片描述

<think>嗯,用户想了解如何在GEE计算NDVI和植被覆盖度。首先,我需要回忆一下相关的步骤和方法。记得NDVI是通过近红外和红波段的反射计算得来的,公式是$(NIR - Red) / (NIR + Red)$。GEE里有现成的函数可以处理这些波段,比如在哨兵数据或者Landsat数据里找到对应的波段名称。比如,哨兵2的波段中,近红外是B8,红波段是B4,对吧?那用户可能需要先加载影像集,选择正确的波段进行计算。 然后是植被覆盖度FVC,这个通常使用像二分法来计算。公式是$FVC = (NDVI - NDVI_{soil}) / (NDVI_{veg} - NDVI_{soil})$。这里的关键是确定NDVI_soil和NDVI_veg的阈。通常的做法是取NDVI的累积百分比,比如土壤的NDVI取5%分位数,植被的取95%分位数。用户可能需要用GEE中的统计函数来计算这些,比如用reduceRegion或者Image.reduce方法。 接下来,用户可能需要具体的代码示。记得引用中的子,比如引用[2]和[4]有相关的代码链接。需要确保代码正确,比如正确选择影像集、处理日期范围、云遮蔽等预处理步骤。比如在哨兵数据中,可能需要先进行云掩膜处理,使用QA60波段或者其他云掩膜方法。 另外,用户可能需要批量下载结果,所以代码中应该包括导出到Google Drive或者Earth Engine Asset的部分。比如使用Export.image.toDrive函数,并设置好区域、尺度等参数。同时,注意处理分辨率的问题,确保NDVI和FVC的结果分辨率正确,可能需要用resample或者reproject调整。 还有,用户可能遇到的问题,比如如何确定NDVI的分位数阈,或者如何处理不同影像之间的差异。这时候可能需要指导用户使用GEE的统计工具,或者参考已有的研究方法来设定这些阈。此外,是否需要考虑季节性变化?比如引用[3]中提到的月度分析,可能需要分时段计算NDVI和FVC,再进行相关性分析。 最后,确保回答结构清晰,分步骤说明,并给出代码示。同时,生成的相关问题要覆盖用户可能进一步想知道的内容,比如如何处理不同传感器数据、如何优化计算效率、如何验证结果准确性等。检查是否所有引用都正确标注,比如引用[2]提供了具体的代码链接,引用[4]提到了武夷山的案,可以引导用户参考这些资源。</think>### 分步说明:使用Google Earth Engine计算NDVI和植被覆盖度(FVC) #### **1. 计算NDVI(归一化植被指数)** NDVI通过近红外波段(NIR)和红光波段(Red)的反射计算,公式为: $$ \text{NDVI} = \frac{\text{NIR} - \text{Red}}{\text{NIR} + \text{Red}} $$ **实现步骤:** 1. 选择卫星数据集(如哨兵2号)并过滤时间、区域。 2. 定义NDVI计算函数。 3. 应用云掩膜处理。 **示代码:** ```javascript // 加载哨兵2数据,并筛选时间和区域 var sentinel2 = ee.ImageCollection('COPERNICUS/S2_SR') .filterDate('2023-01-01', '2023-12-31') .filterBounds(geometry); // geometry为研究区域 // 定义NDVI计算函数(哨兵2号波段:B8为NIR,B4为Red) var calculateNDVI = function(image) { var ndvi = image.normalizedDifference(['B8', 'B4']).rename('NDVI'); return image.addBands(ndvi); }; // 应用NDVI计算并合成影像 var ndviCollection = sentinel2.map(calculateNDVI); var ndviImage = ndviCollection.median(); // 取中合成 ``` --- #### **2. 计算植被覆盖度(FVC)** FVC通过像二分模型计算,公式为: $$ \text{FVC} = \frac{\text{NDVI} - \text{NDVI}_{\text{soil}}}{\text{NDVI}_{\text{veg}} - \text{NDVI}_{\text{soil}}} $$ 其中,$\text{NDVI}_{\text{soil}}$(裸土)和$\text{NDVI}_{\text{veg}}$(纯植被)需通过统计确定,通常取NDVI的5%和95%分位数[^4]。 **实现步骤:** 1. 计算NDVI的分位数阈2. 定义FVC计算函数。 **示代码:** ```javascript // 获取NDVI的5%和95%分位数 var percentiles = ndviImage.select('NDVI').reduceRegion({ reducer: ee.Reducer.percentile([5, 95]), geometry: geometry, scale: 10, maxPixels: 1e13 }); var ndviSoil = percentiles.get('NDVI_p5'); // 裸土阈 var ndviVeg = percentiles.get('NDVI_p95'); // 纯植被阈 // 定义FVC计算函数 var calculateFVC = function(ndvi) { return ndvi.subtract(ndviSoil).divide(ndviVeg.subtract(ndviSoil)) .clamp(0, 1) // 限制范围在[0,1] .rename('FVC'); }; var fvcImage = calculateFVC(ndviImage.select('NDVI')); ``` --- #### **3. 结果可视化与导出** ```javascript // 可视化参数 var ndviVis = {min: -1, max: 1, palette: ['blue', 'white', 'green']}; var fvcVis = {min: 0, max: 1, palette: ['white', 'lightgreen', 'darkgreen']}; // 显示NDVI和FVC Map.addLayer(ndviImage.clip(geometry), ndviVis, 'NDVI'); Map.addLayer(fvcImage.clip(geometry), fvcVis, 'FVC'); // 导出到Google Drive Export.image.toDrive({ image: fvcImage, description: 'FVC_Export', region: geometry, scale: 10, fileFormat: 'GeoTIFF' }); ``` --- ### **关键注意事项** 1. **数据选择**:哨兵2号(`COPERNICUS/S2_SR`)适用于高分辨率分析,Landsat(`LANDSAT/LC08/C02/T1_L2`)适合长时间序列研究[^1][^3]。 2. **云处理**:哨兵数据需使用`QA60`波段掩膜云层。 3. **阈优化**:分位数阈可根据实际区域调整,如干旱地区可能需更低$\text{NDVI}_{\text{soil}}$。 ---
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