Google 地球引擎:初学者快速指南

Google 地球引擎:初学者快速指南

2022-05-24 作者: xuzhiping 浏览: 276 次

摘要: Google 地球引擎 (GEE) 是基于云的平台,可提供数 PB 的卫星图像目录,用于行星尺度分析,不仅可以访问来自卫星、机载、数字高程模型等的遥感数据,也可以通过平台的快速计算和 1000 多种类型的运算符进行分析,将这些地理空间数据转化为可操作的见解。 ...

Google 地球引擎 (GEE) 是基于云的平台,可提供数 PB 的卫星图像目录,用于行星尺度分析,不仅可以访问来自卫星、机载、数字高程模型等的遥感数据,也可以通过平台的快速计算和 1000 多种类型的运算符进行分析,将这些地理空间数据转化为可操作的见解。

在本文中将了解Google 地球引擎平台并探索如何使用它进行数据探索和分析。

多 PB 数据目录

谷歌地球引擎包含了几乎无法估量的遥感数据。通过 API 向用户公开数据,世界掌握在手中,也可以通过 Google 地球引擎处理私人数据。

  • 200 多个公共数据集
  • 5+ 百万张图片
  • 每天 4000 多张新图片
  • 约 20 PB 的数据

从土地利用到天气数据,通过其庞大(且不断增长)的遥感数据目录,可以从不同的角度看世界。以下是可在此平台上访问的一些关键数据集。

  • 陆地卫星(30m)
  • Sentinel-2 (10-30m)
  • MODIS(每天 250m)
  • Sentinel-1(雷达)
  • 土地覆盖
  • 天气和气候 (NOAA)

谷歌地球引擎能做什么?

谷歌地球引擎解决了遥感开放分析的挑战,重点是获得结果,能够避免任何瓶颈,根据对数据产品的需求量来调整其集群的大小,然而一旦可以访问数据,在 GEE 中可以利用哪些功能呢?以下是人们转向 Google 地球引擎的一些最常见原因的列表。

谷歌地球

地理空间处理功能

Google Earth Engine 包含1000 多种数据类型和运算符,有助于为任何类型的遥感分析奠定坚实的基础。以下是在 Google 地球资源管理器中执行分析的一些基本工具。

  • Band math
  • Mosaic
  • Clip
  • Composite bands
  • Projections
  • Convolution
  • Statistics
  • Kernel
  • Filter
  • Aggregate

除了这些分析工具之外,还有其他特殊类型的算法。例如,云和阴影过滤算法有助于去除伪影,因此可以将分析重点放在地球表面。但 GEE 最令人兴奋的发展领域之一是向机器学习算法和深度神经网络的转变。利用强大的 AI 工具在分析中发挥更大的作用。具体来说,有一些可用的机器学习工具。

  • SVM
  • Random forests
  • K-Means
  • CART

GEE 代码编辑器和 Python

代码编辑器和 Python API 是一对二的组合,真正为数据和分析赋予生命,但两者之间有区别。代码编辑器—代码编辑器是停靠在 Google 地球引擎顶部的交互式窗口。总的来说,这是一个很好的起点,提供了一个 GUI 来操作代码并与地图上的数据进行交互。总之,包含用于编码、算法和调试的窗口。

PYTHON API—可能会将 Python API 用于任何想为他人提供的工作工具。在不显示代码编辑器的情况下生成应用程序。因此,通过使用 Python API,可以只向决策者展示必要的工具,并隐藏代码编辑器以避免混淆。

下面的这个图像示例显示了如何对单个 Landsat 场景执行简单的 NDVI 分析。

谷歌地球

如何设置地球引擎

当对 Google 地球引擎的所有内容有了一些背景知识后,那么如何开始呢?

创建帐户:首先,需要一个 Google 帐户。如果没有 Google 帐户,则需要创建一个帐户。

注册 GOOGLE EARTH ENGINE: 使用以下注册页面注册 GEE 帐户 - earthengine.google.com/signup。

填写注册表: 填写姓名并说明将如何使用该产品。如前所述,GEE 完全免费用于研究、教育或非营利用途。在注册期间,确认没有将其用于商业用途。如果确实想将其用于商业目的,那么必须提供这方面的背景。

最后将收到一封确认电子邮件,表明已成功注册。确认电子邮件将包含指向 GEE Explorer、代码编辑器和 API 参考指南的链接。

Google Earth Engine Explorer

Google Earth Engine Explorer 是一款功能强大的工具,可搜索大量卫星图像。GEE Explorer 中有两个主要部分:

数据目录:首先,数据目录提供熟悉的搜索界面,通过 Google 已惯,可以按地点或关键字搜索。例如,如想查找 Sentinel 数据,只需在搜索栏中输入并单击 Enter。所有可用的产品都会在搜索结果中弹出。只需单击该项目以获取更多信息。如果要将其添加到 GEE Explorer,请单击“在工作区中打开”按钮。

工作区:允许用户在浏览器中可视化数据目录中的任何数据集。将数据集添加到工作区后,检查是否适合数据的适当时间范围。此外,可以选择将可视化从 1 波段(灰度)更改为 3 波段 (RGB)。此外,调整调色板和不透明度以最适合需求。GEE Explorer 还支持动态投影,因此不必为投影数据而工作。

REST API 和应用程序开发

将 REST API 视为访问点。这就是通过 HTTP 请求和响应直接访问 Earth Engine 服务器的原因。

借助 Google Earth Engine API,任何人都可以访问世界数据并在自己的编程项目中对其进行分析。不要忘记 GEE 开发人员指南提供了有关如何集成 JavaScript、Python 和 REST API 的教程和示例。由于 GEE 通过 API(特别是 JavaScript API)向用户公开数据,允许创建由 Google 地球引擎提供支持的动态且可公开访问的应用程序。

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