【rgee学习笔记】创建MODIS NDVI时间动画

【rgee学习笔记】创建NDVI动画

前面的推文中讲了如何在R语言中启动Google Earth Engine，下面来一个简单的NDVI动画，对rgee进行实验。

启动rgee等运行环境

加载本文中用到的包，并初始化rgee环境

library(magick)
library(rgee)
library(sf)

ee_Initialize()  #gee初始化

注意！每次都要启动GEE，GEE就好像一台汽车，一定要打着火才能走！ee_Initialize()函数就是这个点火开关，启动起来之后才能正常运行。

GEE启动成功

NDVI动画制作

定义范围

使用sf_as_ee()创建一个ee.Geometry

• ee.Geometry是GEE的一中几何矢量数据类型

mask <- system.file("shp/arequipa.shp", package = "rgee") %>% 
  st_read(quiet = TRUE) %>% 
  sf_as_ee()
region <- mask$geometry()$bounds()

这样就完成了数据范围的定义，region变量存储的就是范围信息

NDVI数据检索与计算

使用ee.ImageCollection检索数据，本次实验使用了 MODIS Terra Vegetation Indices 16-Day Global 1km 数据集，并使用了NDVI波段。

col <- ee$ImageCollection('MODIS/006/MOD13A2')$select('NDVI')

• 按日期检索数据并合并为一个数据集

col <- col$map(function(img) {
  doy <- ee$Date(img$get('system:time_start'))$getRelative('day', 'year')
  img$set('doy', doy)
})
distinctDOY <- col$filterDate('2013-01-01', '2014-01-01')

• 将distinctDOY中一年的数据从总的数据集中筛选出来

filter <- ee$Filter$equals(leftField = 'doy', rightField = 'doy')

• 将FeatureCollection转为ImageCollection

join <- ee$Join$saveAll('doy_matches')
joinCol <- ee$ImageCollection(join$apply(distinctDOY, col, filter))

• 对影像数据集求均值

comp <- joinCol$map(function(img) {
  doyCol = ee$ImageCollection$fromImages(
    img$get('doy_matches')
  )
  doyCol$reduce(ee$Reducer$median())
})

NDVI可视化

• 定义RGB色彩参数

visParams = list(
  min = 0.0,
  max = 9000.0,
  bands = "NDVI_median",
  palette = c(
    'FFFFFF', 'CE7E45', 'DF923D', 'F1B555', 'FCD163', '99B718', '74A901',
    '66A000', '529400', '3E8601', '207401', '056201', '004C00', '023B01',
    '012E01', '011D01', '011301'
  )
)

• 将RGB图片作为动图关键帧

rgbVis <- comp$map(function(img) {
  do.call(img$visualize, visParams) %>% 
    ee$Image$clip(mask)
})

• 定义GIF图参数

gifParams <- list(
  region = region,
  dimensions = 600,
  crs = 'EPSG:3857',
  framesPerSecond = 10
)

• 获取月份名称

dates_modis_mabbr <- distinctDOY %>% 
  ee_get_date_ic %>% # Get Image Collection dates
  '[['("time_start") %>% # Select time_start column
  lubridate::month() %>% # Get the month component of the datetime
  '['(month.abb, .) # subset around month abbreviations

• 使用ee_utils_gif_*函数作为动图出图方法，渲染出图

animation <- ee_utils_gif_creator(rgbVis, gifParams, mode = "wb")
animation %>% 
  ee_utils_gif_annotate(
    text = "NDVI: MODIS/006/MOD13A2",
    size = 15, color = "white",
    location = "+10+10"
  ) %>% 
  ee_utils_gif_annotate(
    text = dates_modis_mabbr,  #这个参数运行会报错，可以把它去掉或者加上引号作为字符串显示
    size = 30, 
    location = "+290+350",
    color = "white", 
    font = "arial",
    boxcolor = "#000000"
  ) # -> animation_wtxt

# ee_utils_gif_save(animation_wtxt, path = "raster_as_ee.gif")

运行结果

参考文献

1. https://r-spatial.github.io/rgee/
2. C Aybar, Q Wu, L Bautista, R Yali and A Barja (2020) rgee: An R package for interacting with Google Earth Engine Journal of Open Source Software URL https://github.com/r-spatial/rgee/.