GEE

Google Earth Engine（简称GEE）是地球科学数据处理和分析的云平台。在该平台上存储了丰富的遥感数据资源，并提供了相应处理API来支持数据处理和分析。可以把GEE当成ENVI等传统遥感处理工具的在线版本，且本身具有数据源，能够快速和批量处理大尺度遥感数据。

GEE提供两种方式来辅助用户使用该平台。第一是图形用户界面，该界面面向无编码经验，但具有空间处理和分析能力的用户，通过GEE提供的各种功能来辅助完成对应的需求。第二种是面向编码界面，该界面需要用户具有一定的编码能力，GEE提供在线的JavaScript API来支持用户完成对应的需求。除此之外，还有Python API。

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GEE图形用户界面

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视频资料 (opens new window)

GEE面向编码界面

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各部分说明如下：

• Scripts（脚本文件）：包括用户自定义的脚本文件、官方示例脚本文件、第三方引入脚本文件等
• Docs（帮助文档）：对GEE内所有数据类型以及其相应的功能介绍和说明。
• Assets（资源文件）：包括用户上传矢量数据、影像数据等。
• 资源搜索框：主要用于关键字搜索对应资源，并进行引入。
• 编码区域：编写代码的区域。
• 地图视图区域：影像呈现在地图上的区域。
• Save：保存脚本文件。
• Run：运行脚本文件。
• Inspector：用于查看地图视图区域内加载影像对应位置的像元信息。
• Console：代码输出控制台。
• Tasks：任务管理控制台，用于监控用户上传和导出数据的状态。

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GEE数据类型

GEE的数据类型可分为三大类，第一是基本数据类型，包括字符串、数据、字典、列表和矢量；第二是空间数据类型，包括几何体、要素和要素集合；第三是影像数据类型，包括影像和影像集合。

基本数据类型

String（字符串）

创建

ee.String()初始化字符串

var str = ee.String('I am String');
print(str)

其他

• str.replace()：字符串替换
• str.length()：字符串长度
• str.slice()：字符串切片
• str.split()：字符串分割
• str.match()：字符串匹配

Number（数字）

创建

ee.Number()初始化数字

var num = ee.Numer(12345678);
print(num)

数字类型转换

Number类型提供一些列方法，来进行数字类型转换。

• num.uint8()/toInt8()：转为无符号8位整型
• num.uint16()/toInt16()：转为无符号16位整型
• num.uint32()/toInt32()：转为无符号32位整型
• num.uint64()/toInt64()：转为无符号64位整型
• num.float()/toFloat()：转为浮点型
• num.double()/toDouble()：转为双精度浮点型

其他

• 运算
  • num.round()：四舍五入
  • num.ceil()：向上取整
  • num.sqrt()：开方
  • num.exp()：幂
  • num.log()：对数
  • num.log10()：10为底数的对数
• 比较
  • num.eq()：=比较
  • num.neq：≠比较
  • num.gt()：＞比较
  • num.gte：≥比较
  • num.lt()：＜比较
  • num.lte：≤比较
  • num.and()：
  • num.or()：
  • num.not()：

Dictionary（字典）

字典是由键和值组成的键值对。

创建

ee.Dictionary()初始化字典

var dict = ee.Dictionary({
	name:'zhangsan',
	age:18,
	gender:'man',
	location:'China'
});
print(dict);

其他

• dict.keys()：获取字典所有key
• dict.values()：获取字典所有value
• dict.get()：获取字典指定key的value
• dict.contains()：判断字典包含指定的键
• dict.size()：字典键的个数
• dict.set()：根据相应键来修改字典相应的值
• dict.combine()：字典合并，将两个字典合并

List（列表）

创建

• ee.List()初始化列表

  var myList = ee.List([1,2,3,'A','B','C',['China','Home']]);
  print(myList);
  

• ee.List.repeat()以重复某个值来初始化列表

  var myList = ee.List.repeat('Snake8859',5); //'Snake8859'的值重复5次
  print(myList); //['Snake8859','Snake8859','Snake8859','Snake8859','Snake8859']
  

• ee.List.sequence(start,end,step,length)按某种序列规律初始化列表

  参数说明：

  • start：起始数字
  • end：结束数字
  • step：步长
  • length：长度

  var myList1 = ee.List.sequence(0,9,1,null); //从0到9，步长为1，长度不设置则到9为止
  var myList2 = ee.List.sequence(0,9,null,4); //从0到9，步长不设置，长度为4，则根据长度设置步长
  print(mylist1); //[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
  print(mylist2); //[0,3,6,9]
  

其他

• 列表查询

  • List.length()/List.size()：查询列表长度
  • List.get(index)：查询index位置的列表元素
  • List.indexOf(value)：查询列表内值为value的第一个元素的索引
  • List.indexOfSublist(list)：查询列表内匹配到参数子列表的第一个元素的索引
  • List.lastIndexOfSubList(list)：倒叙查询列表内匹配到参数子列表的第一个元素的索引
  • List.frequency(value)：查询列表内某个值重复次数

• 列表编辑

  • List.set(index,value)：根据相应索引修改对应位置的值
  • List.replace(oldValue,newValue)：将列表里第一个oldValue匹配的值用newValue替换
  • List.replaceAll(oldValue,newValue)：将列表里所有oldValue匹配的值用newValue替换
  • List.add(value):在列表末尾加入添加一个元素
  • List.insert(index,value)：在列表指定位置插入一个元素
  • List.zip()：将两个列表对应位置的内容组合，以长度较短为准

• 列表删除

  • List.remove(value)：删除值为value的第一个元素
  • List.removeAll(value)：删除值为value的所有元素

• 列表位置操作

  • List.reverse()：将列表元素反转
  • List.rotate(value)：将以value值为开头的之后的元素排到最前面
  • List.sort()：对列表进行排序
  • List.swap(index1,index2)：将列表里index1和index2的位置的元素对调

• 列表的flatten

  • List.flatten()：将列表元素以一维方式展开

• 列表比较

  • List.equals()：判断两个List是否相等，顺序和值都要相等才会相等
  • List.contains(value)：是否包含value的值

• 列表遍历

  由于GEE不提倡for循环遍历，具有原因可详见传送门 (opens new window)

  • List.map(function)：对List的每一个项进行遍历运算，参数为一个函数，函数的参数为当前项。

    var serverList = ee.List.sequence(0, 7);
    serverList = serverList.map(function(n) {
      return ee.Number(n).add(1);
    });
    print(serverList);
    

  • List.iterate(function)：对List的迭代，参数为一个函数，函数的参数为累积项和当前项。【待继续研究该用法】

    var myList = ee.List.sequence(1,100,1);
    var result = myList.iterate(function(item1,item2){
    	return ee.Number(item1).add(item2);
    })
    print(result); //5050
    

Array（矩阵）

与List（列表）类似，但是具有方向。

创建

• ee.Array()初始化矩阵

  var arr1 = ee.Array([[1],[2],[3]]); //3*1
  var arr2 = ee.Array([[1,2,3]]) //1*3
  print(arr1);
  print(arr2);
  

• ee.Array.identity()初始化对角线为1的方阵

  var arr = ee.Array.identity(5);
  print(arr)
  

• ee.Array.repeat(direction,time)矩阵按某个方向重复

  参数说明：

  • direction：1代表横向（x方向），0代表纵向（y方向）
  • time：重复次数

  var arr1 = ee.Array([
  	[1,2,3],
  	[4,5,6]
  ]); // 2*3
  var arr2 = arr1.repeat(1,2); //2*6
  print(arr2);
  

其他

• 矩阵修改

  • 数据类型修改

  • Array.uint8()：矩阵内元素类型转为无符号8位整型

    • Array.uint16()：矩阵内元素类型转为无符号16位整型

    • Array.uint32()：矩阵内元素类型转为无符号32位整型

    • Array.uint64()：矩阵内元素类型转为无符号64位整型

    • Array.long()：矩阵内元素类型转为64位长整型

    • Array.float()：矩阵内元素类型转为浮点型

    • Array.double()：矩阵内元素类型转为双精度浮点型

  • Array.mask()：以掩膜矩阵提取相应特别位置的矩阵

    var arr1 = ee.Array([[1,1],[2,2],[3,3],[4,4]]); //4*2
    var masked = ee.Array([[0],[1],[0],[0]]); //4*1
    var arr3 = arr1.mask(masked);
    print(arr3); //[[2,2]] 1*2
    

• 矩阵数学操作

  • 比较
    • Array.eq()：=比较，返回也是结果矩阵，对应位置值相等的地方为1，不相等的地方为0
    • Array.neq：≠比较
    • Array.gt()：＞比较
    • Array.gte：≥比较
    • Array.lt()：＜比较
    • Array.lte：≤比较
    • Array.and()：且运算
    • Array.or()：或运算
  • 运算
    • Array.add()：对应位置的值相加
    • Array.subtract()：对应位置的值相减
    • Array.multiply()：对应位置的值相乘
    • Array.divide()：对应位置的值相除
    • Array.max()：求最大值
    • Array.min()：求最小值
    • Array.mod()：取模
    • Array.pow()：幂
    • Array.sin()：正弦
    • Array.cos()：余弦
    • Array.tan()：正切
    • Array.round()：四舍五入
    • Array.ceil()：向上取整
    • Array.sqrt()：开方
    • Array.exp()：幂
    • Array.log()：对数
    • Array.log10()：10为底数的对数
  • Array.transpose()：矩阵转置

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空间数据类型

Geometry

空间几何体，主要以点、线和面三种形式。

创建

• 点

  • ee.Geometry.Point() 初始化单点几何体
  • ee.Geometry.MultiPoint()初始化多点几何体

• 线

  • ee.Geometry.LineString()初始化单线几何体
  • ee.Geometry.MultiLineString()初始化多线几何体

• 面

  • ee.Geometry.Polygon()初始化单面几何体
  • ee.Geometry.MultiPolygon()初始化多面几何体
  • ee.Geometry.Rectangle()初始化矩形几何体

其他

• 几何属性查询
  • Geometry.centroid()：获取几何体中心点
  • Geometry.convexHull()：获取几何体最小外包几何体
  • Geometry.bounds()：获取几何体最小外包矩形
  • Geometry.simpify()：获取几何体简化边界
  • Geometry.area()：获取几何体面积
  • Geometry.perimeter()：获取几何体周长
• 几何操作
  • Geometry.transform()：投影变化
  • Geometry.buffer()：缓冲区提取
  • Geometry.union()：几何求并集
  • Geometry.intersection()：几何体求交集
  • Geometry.Difference()：几何体求补集
  • Geometry.symmertricDifference()：几何体补集求反
  • Geometry.geometries()：多要素几何体拆分为单几何体列表
  • Geometry.distance()：几何距离计算
• 类型转换
  • Geometry.toGeoJSON()：转为GeoJSON

Feature

包含空间信息和属性信息的要素。

创建

• ee.Feature(geometry,property)传入空间信息和属性信息初始化要素
• 地图视图内通过绘制工具，绘制要素。

其他

• 要素几何操作

  • Feature.geometry()：获取要素几何体
  • Feature.centroid()：获取几何体中心点
  • Feature.convexHull()：获取几何体最小外包几何体
  • Feature.bounds()：获取几何体最小外包矩形
  • Feature.simplify()：获取几何体简化外包形状
  • Feature.Area()/Feature.Perimeter()：获取几何体面积和周长
  • Feature.transform()：投影变化
  • Feature.buffer()：缓冲区提取
  • Feature.union()：要素几何并集
  • Feature.intersection()：要素几何交集
  • Feature.difference()：要素几何补集
  • Feature.symmetricDifference()：要素几何补集求反

• 要素属性操作

• Feature.get()：根据属性名查询属性值

  • Feature.select()：根据属性查询相应要素
  • Feature.set()：单个属性修改
  • Feature.setMulti()：多个属性同时修改

FeatureCollection

要素集合，即多个要素的总和。

创建

• GEE自带：通过资源搜索框搜索获得
• 用户上传：通过本地打包zip的shp文件上传
• ee.FeatureCollection()初始化要素集合
• ee.FeatureCollection.randomPoints()在选定范围内，生成指定个数的随机点

其他

• 要素集合筛选

  • FeatureCollection.filterMetadata()：属性筛选
  • FeatureCollection.filterDate()：时间筛选
  • FeatureCollection.filterBounds()：空间筛选
  • FeatureCollection.limit()：排序条件和限制条数筛选

• FeatureCollection.select()：根据属性名查询相应要素集合

• FeatureCollection.distinct()：要素集合去重

• FeatureCollection.union()：要素集合内要素合并

• FeatureCollection.merge()：两个不同的要素集合合并

• FeatureCollection.remap()：要素集合属性重分类

• FeatureCollection.sort()：对要素集合某个属性排序

• FeatureCollection.first()：取要素集合内第一个要素

• FeatureCollection.toList()：要素集合转为List列表

• 要素集合空间操作

  • FeatureCollection.geometry()：获得要素集合的几何体集合

• 要素集合属性操作

  • FeatureCollection.set()：属性修改

• 要素集合属性表统计

  FeatureCollection.aggregate_XXX()系列函数用于进行属性表统计

  • FeatureCollection.aggregate_first()：取属性表某个字段的第一个属性值
  • FeatureCollection.aggregate_array()：将属性表某个字段所有值转为Array
  • FeatureCollection.aggregate_stats()：将属性表某个字段进行数学统计
  • FeatureCollection.aggregate_histogram()：将属性表某个字段进行频率统计

• 要素集合遍历

  FeatureCollection.map()：要素集合每个要素进行遍历

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影像数据类型

Image

创建

• GEE自带：通过资源搜索框搜索获得
• 用户上传：导出Tiff格式的影像文件，导入到平台
• ee.Image()/ee.Image.Constant()初始化无空间属性的弹性影像
• ee.Image.pixelLonLat()初始化每个仅有经纬度信息的弹性影像

其他

• 影像空间操作

  • Image.mask()：掩膜提取，栅格掩膜提取栅格，对掩膜之外的原始数据保留
  • Image.clip()：裁剪提取，矢量裁剪栅格，对矢量之外的原始数据删除
  • Image.reproject()：栅格影像重投影

• 影像波段操作

  • Image.select()：波段选择

  • Image.slice()：波段切片选择

  • Image.addBands()：添加波段信息

  • Image.toUint8()/toUint16()/toUint32()/toUint64/toInt8()/toInt16()/toInt32()/toInt64()/toLong()/toFloat()/toDouble()：单波段数据类型转换

  • Image.cast()：多波段数据类型转换

  • Image.remap()：重分类

  • Image.where()：波段像元值筛选和过滤，例如大于某个像元值的保留，小于某个像元值设置为0

  • Image.clamp()：波段像元值区间筛选，例如在某个像元值到某个像元值区间内保留，其他设置为0

  • Image.uintScale()：波段区间值映射

  • 波段条件运算

    • Image.eq()：=提取
    • Image.neq()：≠提取
    • Image.gt()：＞提取
    • Image.gte()：≥提取
    • Image.lt()：＜提取
    • Image.lte()：≤提取

    将符合条件的像元进行提取，类似于where()和clamp()

    • Image.and()：且提取
    • Image.or()：或提取

  • 波段基本运算

    • Image.add()：波段相加
    • Image.subtract()：波段相减
    • Image.multiply()：波段相乘
    • Image.divide()：波段相处
    • Image.expression()：波段表达式运算

  • 波段其他运算

    • Image.abs()：绝对值
    • Image.round()：四舍五入
    • Image.floor()：向下取整
    • Image.ceil()：向上取整
    • Image.sqrt()：开平方
    • Image.exp()：幂运算
    • Image.log()：对数运算
    • Image.log10()：以10为底数的对数运算
    • Image.sin()：正弦
    • Image.cos()：余弦
    • Image.tan()：正切

• 影像属性修改

  • Image.set()：单个属性修改
  • Image.setMulti()：多个属性修改

• 影像高级操作【不熟悉】

  • 显示
    • Image.rgbtohsv()：rgb表达转hsv表达
    • Image.hsvtorgb()：hsv表达转rgb表达
  • 地形
    • ee.Terrain.products()：DEM生成地形表面产品，获得地形的阴影、坡度和坡向。
    • ee.Terrain.hillshadow()：DEM生成阴影图像
    • ee.Terrain.fillMinima()：DEM填洼
  • 纹理
    • Image.entropy()：影像熵值操作
    • Image.zeroCorssing()：影像值变化走势操作
    • Image.glcmTexture()：影像纹理操作
    • Image.CannyEdgeDetetor()：影像纹理边界提取
    • Image.distance()：提取每一个像元到非零像元最短距离的影像
  • 邻域
    • Image.focal_max()：在指定搜索领域内，提取领域最大值并将其值赋予整个领域
    • Image.focal_min()：在指定搜索领域内，提取领域最小值并将其值赋予整个领域
    • Image.focal_median()：在指定搜索领域内，提取领域中值并将其值赋予整个领域
    • Image.reduceNeighborhood()：对指定搜索领域内的值，进行数值统计
  • 转换
    • Image.reduceToVectors()：栅格转矢量
    • Image.toArray()：栅格转矩阵
    • Image.arrayFlatten()：栅格转一维矩阵
  • 统计
    • Image.reduceRegion()：栅格影像区域数值统计
  • 导出
    • Export.Image.toDrive()：栅格影像导出

ImageCollection

栅格影像集合，包含多个栅格影像的总和

创建

• ee.ImageCollection()通过数据集名称导入栅格数据集
• ee.ImageCollection.load()同上

其他

• 影像集合筛选

  • ImageCollection.filterMetadata()：属性筛选
  • ImageCollection.filterDate()：时间筛选
  • ImageCollection.filterBounds()：空间筛选
  • ImageCollection.limit()：条数筛选
  • ImageCollection.first()：返回第一个影像

• ImageCollection.select()：影像集合波段查询

• ImageCollection.distinct()：根据属性去重

• ImageCollection.combine()：影像集合合并，最后合并为多个影像集合

• ImageCollection.set()/setMulit()：影像集合属性修改

• ImageCollection.mosaic()：影像集合合并，最后合并为1个影像集合

• ImageCollection.and()/or()：

• 影像集合数值运算

  • ImageCollection.sum()：影像集合每个影像求和，输出为一个影像
  • ImageCollection.product()：
  • ImageCollection.max()：影像集合每个影像求最大，输出为一个影像
  • ImageCollection.min()：影像集合每个影像求最小，输出为一个影像
  • ImageCollection.mean()：影像集合每个影像求平均，输出为一个影像

• 影像集合统计

• 影像集合转换

  • ImageCollection.toList()：影像集合转为列表
  • ImageCollection.toArray()：影像集合转为矩阵

• 影像集合遍历

  • ImageCollection.map()：遍历影像集合每一个影像

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