文章目錄

• Introduction
• What is the Google Earth Engine?
• Pre-processing and download data
• Conclusion
• Reference

Introduction

使用 Google Earth Engine Python API 和 FireHR 實用程序函數(shù)，您可以輕松下載地球上任何選定區(qū)域的時間序列或無云合成。在 Google Colab 上試用！

Sentinel-2 俯瞰里斯本和特茹河。作者使用從 Google Earth Engine 下載的 Sentinel-2 數(shù)據(jù)制作的圖像。

在這篇博文中，您將了解Google 地球引擎，以及如何輕松下載地球上任何地方的Sentinel-2 10 米空間分辨率衛(wèi)星圖像。

What is the Google Earth Engine?

“Google Earth Engine 將數(shù) PB 的衛(wèi)星圖像和地理空間數(shù)據(jù)集目錄與行星尺度分析功能相結(jié)合，使科學(xué)家、研究人員和開發(fā)人員能夠檢測變化、繪制趨勢圖并量化地球表面的差異。”

換句話說，它是一種免費(fèi)提供的服務(wù)，它結(jié)合了大量的全局?jǐn)?shù)據(jù)集，如果沒有超級計算機(jī)，這些數(shù)據(jù)集通常是無法處理的。

Sentinel-2數(shù)據(jù)就是一個很好的例子，因為它由空間分辨率高達(dá) 10 米的多光譜衛(wèi)星圖像和 5 天的軌道重訪周期組成，同時考慮了 Sentinel-2A 和 Sentinel-2B 衛(wèi)星。

舉個例子，如果你正在學(xué)習(xí)100×100公里，數(shù)據(jù)空間分辨率的區(qū)域為10米，你的圖像尺寸為10000×10,000像素。如果圖像以 16 位精度存儲而未壓縮，則每個通道為 1,600,000,000 位或 200 MB。如果需要三個通道，它已經(jīng)是 600 MB 的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在假設(shè)您想在 1 年內(nèi)每 5 天下載一個這樣的圖像（以獲得土地變化的時間序列），并且您獲得近 45 GB 的數(shù)據(jù)。請記住，這只是一個 100 x 100 公里的區(qū)域。Google Earth Engine在全球范圍內(nèi)提供這些數(shù)據(jù)和快速處理能力。

有多種使用 Google Earth Engine 的方法。首先，有網(wǎng)絡(luò)編輯器，您可以在其中創(chuàng)建在 google 服務(wù)器中運(yùn)行的腳本，并將結(jié)果發(fā)送回瀏覽器，在那里它顯示在動態(tài)地圖中（參見下圖作為示例）。

Google Earth Engine 網(wǎng)絡(luò)編輯器的截屏。https://code.earthengine.google.com/

Web 編輯器的一個可能限制是它要求用戶使用 JavaScript。但是仍然有很多例子可以開始。

對于 Python 用戶來說幸運(yùn)的是，有一個Python API允許 Earth Engine 和 Python 之間進(jìn)行交互。在下一節(jié)中，我將展示如何輕松地使用 Google Earth Engine 作為預(yù)處理和下載 geotiff 格式數(shù)據(jù)的工具。

Pre-processing and download data

在本節(jié)中，我將展示您如何使用FireHR實用程序函數(shù)（在后臺使用 Google Earth Engine Python API）輕松下載您選擇的任何地區(qū)和時間的數(shù)據(jù)。

FireHR 是我最近開發(fā)的一個 Python 庫，用于使用 Sentinel-2 數(shù)據(jù)繪制燃燒區(qū)域（您可以在這篇科學(xué)論文中找到更多詳細(xì)信息）。data但是，FireHR 包中的模塊可以更廣泛地用于下載數(shù)據(jù)，這就是本文的重點！例如，由于某些大小限制，必須在小塊中從 Earth Engine 下載。這些圖塊需要重新組合成全尺寸區(qū)域。FireHR 代碼在幕后完成所有的耕作和合并。

讓我們看一個例子！

作為示例，上面的代碼顯示了如何下載 Sentinel-2 數(shù)據(jù)（第 11 行）帶紅色、綠色和藍(lán)色（第 12 行）的區(qū)域，該區(qū)域由第 5-8 行定義的邊界框坐標(biāo)分隔。本示例中選擇的區(qū)域?qū)?yīng)于德國柏林附近正在建設(shè)中的特斯拉超級工廠之一的位置。選定的時間間隔從 3 月 1 日開始，到 4 月 25 日結(jié)束，這樣綜合報告將提供截至撰寫本故事之日的施工進(jìn)度的最新概覽。第download_data23 行中的函數(shù)將搜索區(qū)間內(nèi)的所有可用圖像，并計算具有最低云量覆蓋率的三幅圖像的中值，如參數(shù)所定義use_least_cloudy其值設(shè)置為 3。請注意，過濾和合成是在 Google Earth Engine 服務(wù)器中完成的，因此這是一個非常快速的過程。僅下載最終合成并保存為 GeoTIFF 文件。這節(jié)省了大量的處理時間和所需的存儲空間！

下圖顯示了之前代碼中示例的結(jié)果。您可以按照此 URL在 Google Colab 筆記本上運(yùn)行它。Colab notebook 上的代碼還有一個download_data_ts功能，可以用來下載選定日期內(nèi)的所有圖像，而不是創(chuàng)建合成圖。

注意：有關(guān) Google Earth Engine 上可用的 Sentinel-2 數(shù)據(jù)集的更多信息，請務(wù)必查看目錄頁面。您可以在那里找到有關(guān)光譜帶和元數(shù)據(jù)的所有信息。

Conclusion

FireHRPython 包中提供的代碼可用作從 Google Earth Engine 下載 Sentinel-2 數(shù)據(jù)的通用工具。從其他產(chǎn)品（如 Landsat）下載數(shù)據(jù)也應(yīng)該是可能的，但尚未經(jīng)過測試。如果您需要針對您的應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)整，您當(dāng)然可以查看GitHub 上的FireHR 源代碼。

Reference

https://towardsdatascience.com/how-to-download-high-resolution-satellite-data-for-anywhere-on-earth-5e6dddee2803

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的利用Google Earth Engine 下载遥感影像的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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