Google 地球引擎:初学者快速指南

Google 地球引擎:初学者快速指南

  • 最近更新2022年07月06日

谷歌地球引擎指南

谷歌地球引擎功能

Google 地球引擎 (GEE) 是一个基于云的平台,可提供数 PB 的卫星图像目录,用于行星尺度分析。

您不仅可以访问来自卫星、机载、数字高程模型等的遥感数据……

但您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。

现在,你真的想知道最好的部分吗?如果您想将其用于研究、教育或非营利用途,那么它是完全免费的。

在本文中,您将了解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,世界掌握在您手中:

  • 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,您可以从不同的角度看世界。以下是您可以在此平台上访问的一些关键数据集。

但请记住,您也可以通过 Google 地球引擎处理私人数据。

GEE Explorer Landsat 8 Collection 1 32 天 NDVI 综合

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。它能够避免任何瓶颈,因为它能够根据对数据产品的需求量来调整其集群的大小。

但是,一旦您可以访问数据,您可以在 GEE 中利用哪些功能?以下是人们转向 Google 地球引擎的一些最常见原因的列表。

功能性 描述
下载图像 如果您只想下载图像,您可以选择范围、投影、数据类型、波段、日期和分辨率。
执行库函数 一旦您知道要使用的数据,您就可以将算法链接在一起以进行进一步分析,例如波段组合函数。
过滤集合 如果您不想使用整个集合,则可以使用元数据过滤从云量到传感器类型的所有内容。
将算法映射到图像集合 无需将算法应用于单个图像,您可以通过批量计算将其应用于整个集合,例如整个美国。
计算聚合统计 您可以计算某个范围内的面积大小,以检查它是否符合某些标准。
建立表格报告 您可以创建表格报告以表格格式显示特定信息,例如汇总详细的数据列表、突出显示特定指标或显示不同数据集之间的比较。

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。以下是您可以在 Google 地球资源管理器中执行分析的一些基本工具。

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,因此您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。您已经可以利用强大的 AI 工具在分析中发挥更大的作用。具体来说,这里有一些可用的机器学习工具。

  • 支持向量机
  • 随机森林
  • K-均值
  • 大车

阅读更多: 10 门机器学习认证课程

GEE 代码编辑器和 Python

代码编辑器和 Python API 是一对二的组合,真正为您的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,因为它提供了一个 GUI 来操作代码并与地图上的数据进行交互。总之,它包含一个用于编码、算法和调试的窗口。顺便说一句,请在大约 25 分钟时查看这个YouTube 视频,了解代码编辑器示例。

PYTHON API——您可能会将 Python API 用于任何您想为他人提供的工作工具。因为在一天结束时,您将希望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,您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。

GEE 代码控制台 - 计算 NDVI

如何设置地球引擎

现在,您对 Google 地球引擎的所有内容有了一些背景知识,您如何开始?

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

注册 GOOGLE EARTH ENGINE:其次,您必须使用以下注册页面注册 GEE 帐户 – earthengine.google.com/signup

填写注册表: 第三,您需要填写您的姓名并说明您将如何使用该产品。如前所述,GEE 完全免费用于研究、教育或非营利用途。在您注册期间,您必须确认您没有将其用于商业用途。如果您确实想将其用于商业目的,那么您还必须提供这方面的背景。

最后,您将收到一封确认电子邮件,表明您已成功注册。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。

谷歌地球引擎资源管理器

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

数据目录:首先,数据目录为您提供熟悉的搜索界面,您通过 Google 已经习惯了。您可以按地点或关键字搜索。例如,如果您想查找 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您的搜索结果中弹出。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:其次,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,您必须检查它是否适合您的数据的适当时间范围。此外,您可以选择将可视化从 1 波段(灰度)更改为 3 波段 (RGB)。此外,您可以调整调色板和不透明度以最适合您的需求。

GEE Explorer 还支持动态投影,因此您不必为投影数据而工作。

GEE 代码控制台过滤器图像集合

REST API 和应用程序开发

将 REST API 视为访问点。这就是让您通过 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,因此它允许您创建由 Google 地球引擎提供支持的动态且可公开访问的应用程序。

阅读更多: JavaScript 认证课程

GEE 代码控制台 - NDVI 图表

GEE Web 应用程序示例和用例

从延时图像到全球森林变化网络地图,以下是 Earth Engine 应用程序的一些示例。每一个都展示了其强大的计算能力以及它如何导致为环境做出明智的决策。

1. 海洋游戏中时光倒流

GEE Ocean Timelapse 应用程序

Google 地球引擎最强大的功能之一是其海量的时间数据。拥有超过 35 年的图像,就像您在海洋的交互式地图上时光倒流。

2. 链接地图

GEE 链接地图应用程序

Linked Maps 应用程序显示具有不同波段组合的单独视口。虽然自然颜色与人眼看到的相似,但彩色红外、土地/水和植被视口突出了其他土地利用特征。

3.拆分面板

GEE 拆分面板应用程序

拆分面板应用程序包含一个滑块,其中两个单独的图像并排排列。用户可以将不同日期的两张图像放在一起比较,以轻松检查它们之间的差异。

4. 收藏马赛克

GEE马赛克编辑器应用程序

Collection Mosaic Editor 应用程序允许您从一组 Landsat-8 图像中进行选择。然后,根据您的选择,应用程序将使用中值生成马赛克。

5. 全球人口探索者

GEE全球人口浏览器应用程序

Global Population Explorer 应用程序会提示用户选择一个国家。然后,它会动态地创建一个图表或表格,其中包含该特定国家的人口密度。

6. 全球森林变化

GEE 全球森林变化应用程序

此应用程序使用 Landsat 图像显示 2000 年至 2016 年间全球森林变化的结果。用户可以在Global Forest Change 应用程序中交互式平移和缩放。此外,它们可以根据损失的年份或树木覆盖的百分比来象征森林砍伐。

Google 地球引擎的下一步是什么?

长话短说。对于想要通过卫星图像探索世界的任何人来说,Google 地球引擎都是一个很好的资源。

Google Earth Engine 是一个面向希望处理卫星数据和生成分析的数据科学家和工程师的平台。

它用于自然资源、公共卫生、城市规划和环境监测等领域。阅读更多关于我们的100 种遥感用途和应用的信息。

您如何使用 Google 地球引擎?请在下面的评论部分告诉我们您对这个地球观测平台的看法。

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