GEE细碎化耕地提取

学术   2024-12-07 23:07   北京  

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遥感影像细碎化耕地提取往往代表小农经济的基本单位,是我国农业的重要研究方向。通过遥感影像提取细碎化耕地信息,可以准确掌握小尺度耕地的数量、分布和动态变化,为精细化农业管理、精准施肥和灌溉提供科学依据,从而提高土地生产力和资源利用效率,推动农业现代化进程。本文我们利用GEE快速实现细碎化耕地的提取,附代码

1 内容

本文我们采用欧空局的ESA数据为例,以成都市为研究范例(全球尺度只需要按行政或者区块进行分区处理即可),提取细碎化耕地。首先,我们根据ESA的数据,提取耕地的分布情况,代码如下:

// 过滤感兴趣区域(ROI),选择城市为成都的数据var roi = table.filter(ee.Filter.eq('city', 'chengdu'));
// 加载数据集,并筛选出目标类别为40的区域,裁剪到ROIvar dataset = ESA.first().eq(40).clip(roi);Map.addLayer(dataset, {palette: ['#d68121', '#42d60c']}, 'Landcover', false);

显示结果如下(蓝色为耕地,橙色为非耕地):


接下来,我们只需要利用GEE的connectedPixelCount函数,就可以实现对于细碎化耕地的提取,connectedPixelCount函数的解析如下:

函数简介

connectedPixelCount 是 Google Earth Engine(GEE)中用于计算每个像素所在连通区域中像素数量的函数。它通过分析图像中每个像素与其相邻像素的连通性,返回一个单波段图像,其中每个像素的值是其所在连通区域的像素总数。

参数说明

  • maxSize(必需,整数型):

    • 定义连通区域的最大像素数。

    • 函数将计算每个像素所在连通区域的像素数量,但如果区域大小超过 maxSize,将忽略这些超限的像素。

    • 范围:0 到 1024(GEE 限制)。

  • connectivity(可选,布尔型或整数型):

    • false(默认):使用 4 连通性(上下左右相邻的像素相连)。

    • true:使用 8 连通性(上下左右及对角线方向的像素相连)。

    • 用于设置像素间的连通性规则:

返回值

  • 类型ee.Image

  • 波段:单波段,值为每个像素所在连通区域的像素总数。

这里,我们假设小于30个像元的耕地为细碎化耕地,利用connectedPixelCount函数代码如下:

// 计算连通区域的像素数量var connectedSize = dataset.connectedPixelCount(30, true); // 使用8连通性var filteredClassified = dataset.updateMask(connectedSize.lt(30));
// 显示过滤后的结果Map.addLayer(roi)Map.addLayer(filteredClassified, {palette: ['#d68121', '#d63000']}, 'Filtered Classified Image');


显示结果如下(红色为提取后的细碎化耕地,绿色为非细碎化耕地,橙色为非耕地,放大后呈现细节):


2 讨论

1.这里我们只是以耕地细碎化为例进行讲解,代码非常简单,但是应用却是很广泛的。这意味着这种研究很容易出论文!!!!
2.除了耕地细碎化研究,还可以研究林地、草地、海岸线、去云处理(详见:Sentinel-2最新去云算法|基于谷歌的Cloud Score+去云)等;
3.板块细碎化提取只是第一步,在生态学领域中,还可以研究板块的连通性等功能,为土地利用和生态变化提供了大范围研究的便利!!!


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