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基于GEE的数据查询提取系统技术方案

技术编号:41699919 阅读:4 留言:0更新日期:2024-06-19 12:33
本发明专利技术提出了一种基于GEE的数据查询提取系统,所述系统包括如下内容;可以将研究区矢量上传到系统中并显示在地图中,然后根据研究时间与研究区筛选遥感影像,通过NDWI、MDNWI、EWBI多种水体指数计算提取水体,并将结果融合生成水体掩膜;并且使用ee.Terrain.slope函数计算坡度,计算山体阴影,利用QA波段计算得到云及其阴影的掩膜文件,将山体阴影和云与云影根据步骤1中的研究区裁剪并根据掩膜剔除阴影;然后将上述新生成的水体掩膜对其赋值显示为真彩色图像,并显示在地图中;结果经过像素计算得到水体的面积并导出,然后加入JRC水体数据对水体提取的结果进行补充与验证;再利用ERA5‑Land再分析资料提取气象数据。最后会得到水体提取的栅格影像、面积数据以及该研究区的JRC水体数据和研究区相关时间内的气象数据,研究人员可以通过分析该组数据得到研究区的演变过程及原因。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星遥感技术及其应用领域,具体涉及基于gee的湖泊长时序的提取系统。


技术介绍

1、高纬度地区湖泊水体在一年之内的变化具有明显的季节性,12-4月份湖面属于冻结期,5月份湖冰逐渐融化,9-11月份湖泊面积处于相对稳定的状态,湖泊最大面积变化率不超过2%,由于时间序列较长,每年9-11月份不一定都有无云、质量较佳的landsat影像,可能使得提取结果精度受到影响,并且云影及山影的存在也会影响提取的精确度。并且长时序的提取还面临数据不易收集且类型不同,分辨率不一致等问题。


技术实现思路

1、为了解决这一问题本专利技术通过结合多种水体指数、阈值筛选和地形坡度数据等多种策略,实现了对遥感影像水体的精确提取。并且通过对数据进行滤波处理与数据融合的方法解决分辨率不一致的问题,同时加入jrc水体数据对提取结果进行补充与验证。这个系统不仅提高了水体提取的准确性和可靠性,还提供了更多关于地球表面水资源的信息和相关气象数据。

2、1、一种基于gee的数据查询提取系统,包括以下步骤:

3、步骤1:将研究区矢量上传到系统中并显示在地图中。

4、步骤2:根据研究时间与研究区筛选遥感影像,通过ndwi(normalizeddifferencewater index,归一化水指数)、mdnwi(modified normalizeddifference water index,修正的归一化水指数)、ewbi(enhanced water bodyindex,强化水体指数)多种水体指数计算提取水体,并将结果融合生成水体掩膜。

5、步骤3:使用ee.terrain.slope函数计算坡度,计算山体阴影,利用qa波段计算得到云及其阴影的掩膜文件,将山体阴影和云与云影根据步骤1中的研究区裁剪并根据掩膜剔除阴影。

6、步骤4:将步骤3新生成的水体掩膜对其赋值显示为真彩色图像,并显示在地图中。

7、步骤5:步骤4显示的水体结果经过像素计算得到水体的面积并导出。

8、步骤6:加入jrc水体数据对步骤5的结果进行补充与验证。

9、步骤7:通过gee利用era5-land再分析资料提取气象数据。

10、2、所述步骤2具体包含如下步骤:

11、步骤2.1:根据步骤1上传的研究区使用ee.featurecollection筛选影像范围,根据研究时间范围,在gee中使用ee.date来定义日期,并使用filterdate函数来筛选在这个时间范围内的影像并进行预处理。

12、步骤2.2:根据步骤2.1处理好的影像数据波段计算ndwi、mndwi、ewbi,然后设定阈值并提取水体,将基于不同水体指数提取的水体结果进行融合,通过叠加、取交集的方式实现,只保留在所有指数中都识别为水体的区域,将融合后的结果转换为水体掩膜。

13、3、所述步骤3具体包含如下步骤:

14、步骤3.1:计算坡度,加载alosdem数据,并将其裁剪到研究区内,设置度数(degree)或百分比坡度(percent_rise),将计算指定为基于测地线(geodesic)方法将地球形状视为椭球体,在3d笛卡尔坐标系中执行计算,生成坡度数据。

15、步骤3.2:根据步骤3.1生成的坡度数据,基于每个像元的坡度、坡向以及太阳的天顶角和方位角来计算假定亮度值,从而得出山体阴影数据,并创建一个掩膜,将掩膜中标识为山影的区域从影像中去除。

16、步骤3.3:从影像数据中选择qa波段,对其进行位运算,以提取出表示云和云影的特定位,基于位运算的结果,创建一个掩膜,将掩膜中标识为云及云影的区域从影像中去除。

17、4、所述步骤6具体包含如下步骤:

18、步骤6.1:利用矢量边界对水体数据进行裁剪,对发生频率大于90%的地表水体进行提取。

19、步骤6.2:对时间筛选后的数据进行边界裁剪,依据jrc global surfacewatermapping layers数据对裁剪后的数据利用ee.image.pixelarea和reduceregion程序包进行面积计算。

20、5、所述步骤7具体包含如下步骤:

21、步骤7.1:定义空间和时间范围。

22、步骤7.2:提取气象变量。

23、步骤7.3:数据处理和分析。

24、步骤7.4:导出结果。

25、与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:

26、(1)本专利技术与传统的影像数据处理比较,对数据资源可以进行最高效全面的利用,构建了高效的地物提取模式,为用户节约了大量的时间、精力以及物力,而且可以进行更加复杂的地物演变计算与分析,使得用户在进行决策时,通过分析从系统获得的计算结果,可以做出更加科学准确的决策。帮助用户能够更加深入的了解地物的分布和特点,从而能够更好的进行资源的规划、利用。

27、(2)由于gee平台对于算力有一定限制,具有千百万参数量的模型无法在gee上使用,本专利技术通过对影像进行了时间与空间尺度上的筛选使其具有更小的参数量且依然保持良好的性能,可以满足区域应用需求。

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【技术保护点】

1.基于GEE的数据查询提取系统,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于GEE的数据查询提取系统,其特征在于,所述步骤2具体包含如下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于GEE的数据查询提取系统,其特征在于,所述步骤3具体包含如下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种基于GEE的数据查询提取系统,其特征在于,所述步骤4具体包含如下步骤:

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6.根据权利要求1所述的一种基于GEE的数据查询提取系统,其特征在于,所述步骤6具体包含如下步骤:

7.根据权利要求1所述的一种基于GEE的数据查询提取系统,其特征在于,所述步骤7具体包含如下步骤:

【技术特征摘要】

1.基于gee的数据查询提取系统,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于gee的数据查询提取系统,其特征在于,所述步骤2具体包含如下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于gee的数据查询提取系统,其特征在于,所述步骤3具体包含如下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种基于gee的数据查询提取系统,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:钱建国彭贻菲
申请(专利权)人:辽宁工程技术大学
类型:发明
国别省市:

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