基於google earth engine的中等分辨率全國水質反演

    我寫博客的工作不像論文,假大空,我們直接上乾貨,之所以取一個這麼大的名字,當然是我們能做到的。。。

    不多說,我們對全國水體進行水質參數反演,不用MODIS,太粗,我們直接用哨兵,這樣就可以直接做到大型水庫或長河流觀測了。當然了。

算法選擇很重要,要選擇什麼算法呢?我這裏主要參考這篇論文---《Hendrik V D W , Marcel W . Hue-Angle Product for Low to Medium Spatial Resolution Optical Satellite Sensors[J]. Remote Sensing, 2018, 10(2):180-.192》;

這是2018年發表的一篇水色遙感文章,發表在RS期刊上面,這裏面重點討論了基於Hu距反演水色的可行,尤其是在高分辨率上,並驗證了可行性,論文也給了相關校正參數等。具體的算法細節實現如下:

    1.水體提取,關於水體提取算法很多,我自己選擇了2018年發表的一篇水體指數算法,參考文獻-《A robust Multi-Band Water Index (MBWI) for automated extraction of surface water from Landsat 8 OLI imagery》

當然了,這個是用的Landat8傳感器,但是我把它改成了哨兵2影像,結果也很好,尤其是山體陰影、冰雪等地區,表現確實比其他水體算法要好,大家可以參考下。

    2.光譜角度轉換,這個可以參見原文所示,我這裏用了原文的60米分辨率參數,用了前5個波段。

    3.FUI指數計算,這個就不多說了,但是GEE上面實現javascript代碼有點複雜,這也是GEE寫複雜算法的短板,它沒有複雜的數據結構,確實很難編碼。

    4.透明度計算,水色級別等等,就不說了。。。

    好了,廢話不多說,我們看一下結果:

圖 原始真彩色影像 

         圖 Muwi水體指數

  圖 FUI指數

      我這裏也在天津地區做了一個GUI demo示例,類似於webgis的界面功能,整體界面如下圖所示(訪問鏈接:https://wang749195.users.earthengine.app/view/watermonitor,特別注意,需要翻牆才能訪問!):

 

 圖 GUI 界面水體質量監測

      我這裏是選擇2019年夏季天津入海口局部地區作爲示例,其他地區大家可以自行測試,總的來說,效果還是不錯的,但是也有一定的缺陷,

就是這個精度怎麼驗證呢?我個人的思路是,這個東西可以當做一個趨勢分析產品,不能當做是一個業務化運行產品,用這個東西去分析水質參數,

意義還是非常大的,再結合GEE平臺,幾乎可以做到及時響應,比本地下載數據,處理,算法編寫,要強的多。。。

最後,如果大家需要代碼或者產品,請加我qq吧1044625113。。。備註:水質參數反演

 

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