GEE代码实例教程详解：蒸散发与作物水分胁迫指数分析

Twcat_tree

发布于 2024-07-09 08:08:32

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发布于 2024-07-09 08:08:32

文章被收录于专栏：二猫の家

简介

在本篇博客中，我们将使用Google Earth Engine (GEE) 对蒸散发 (Evapotranspiration, ET) 和作物水分胁迫指数 (Crop Water Stress Index, CWSI) 进行分析。通过MODIS数据集，我们可以评估2001年至2024年间的水分状况和作物生长环境。

背景知识

MODIS数据集

MODIS/061/MOD16A2GF数据集提供了MODIS的蒸散发和潜在蒸散发（Potential Evapotranspiration, PET）数据，这些数据可以用来评估水分状况和作物水分需求。

蒸散发 (ET)

蒸散发是植被和土壤通过植被覆盖向大气释放水分的过程。

作物水分胁迫指数 (CWSI)

CWSI是一个基于ET和PET的指标，用于评估作物水分状况。CWSI的计算公式为： [ CWSI = 1 - \frac{ET}{PET} ]

完整代码

// 定义研究点坐标
var cor = [46.00719637247596, 37.199483887704204];
var loc = ee.Geometry.Point(cor);

// 加载WWF HydroSHEDS流域数据集并筛选研究区域
var roi = ee.FeatureCollection("WWF/HydroSHEDS/v1/Basins/hybas_5").filterBounds(loc);
Map.centerObject(roi);
Map.addLayer(roi);

// 定义时间范围
var time_start = '2001', time_end = '2024';

// 加载MODIS ET和PET数据集
var modis = ee.ImageCollection("MODIS/061/MOD16A2GF")
  .select('ET', 'PET')
  .filterDate(time_start, time_end);

// 计算平均ET
var et_mean = modis.select('ET').mean().multiply(0.1);
Map.addLayer(et_mean.clip(roi), [], 'et_mean', false);

// 计算夏季平均ET
var et_mean_summer = modis.select('ET')
  .filter(ee.Filter.calendarRange(6, 8, 'month')).mean().multiply(0.1);
Map.addLayer(et_mean_summer.clip(roi), [], 'et_summer', false);

// 导出平均ET图像
Export.image.toDrive({
  image: et_mean.clip(roi),
  description: 'et_mean',
  region: roi,
  scale: 500,
  crs: et_mean.getInfo().crs,
  maxPixels: 1e13,
  folder: 'evapotranspiration'
});

// 计算CWSI
var cwsi = modis.map(function (img) {
  var et = img.select('ET').multiply(0.1);
  var pet = img.select('PET').multiply(0.1);
  var cwsi = img.expression('1 - (et / pet)', {
    'et': et,
    'pet': pet
  }).rename('cwsi');
  return cwsi.copyProperties(img, ['system:time_start', 'system:time_end']);
});

var cwsi_mean = cwsi.mean();
Map.addLayer(cwsi_mean.clip(roi), [], 'cwsi_mean', false);

// 加载MODIS土地覆盖数据集
var lc = ee.ImageCollection("MODIS/061/MCD12Q1")
  .select('LC_Type1')
  .mode();

// 筛选作物区域
var crop = lc.eq(12);
Map.addLayer(crop.clip(roi), [], 'crop', false);

// 应用掩膜到CWSI
var cwsi_crop = cwsi_mean.updateMask(crop);
Map.addLayer(cwsi_crop.clip(roi), [], 'cwsi_mean_crop', false);