【WRF数据准备】基于GEE下载静态地理数据
- 准备:WRF所需静态地理数据(Static geographical data)
- 数据范围说明
- 基于GEE下载叶面积指数及绿色植被率
- GEE数据集介绍
- 数据下载:LAI(叶面积指数)和Fpar(绿色植被率)
- 数据处理:基于Python处理为单波段LAI数据
- 参考
GEE的介绍可参见另一博客 【GEE学习第一期】GEE介绍、注册及基本使用,本博客主要介绍基于GEE平台下载所需静态地理数据。
准备:WRF所需静态地理数据(Static geographical data)
主要的所需静态地理数据如下:
- Albedo
- 叶面积指数LAI: Leaf area index
- 光合有效辐射分数Fpar: Green vegetation fraction
- 不透水面积ISA: Impervious Surface Area
- 土地利用Land use
GEE的相关静态地理数据介绍可参见另一博客-【GEE数据库】WRF常用数据集总结。
数据范围说明
在确定研究区域范围(此博客以粤港澳大湾区为例)后,可下载处理所需的静态地理数据。
经纬度范围:
- 网格1:经度(106 120.58) 纬度(16.626 29.748)
- 网格2:经度(108.43 118.15) 纬度(18.813 27.561)
- 网格3:经度(111.346 115.477) 纬度(21.486 24.402)
更新,采用Lambert投影确定的研究区范围如下:
网格经纬度范围:上:33 下:14 左:102 右:123,下载数据年份选择2020年。
基于GEE下载叶面积指数及绿色植被率
叶面积指数LAI(leaf area index) 为单位土地面积绿色叶片的单面面积总和,即:叶面积指数=叶片总面积/土地面积,它与植被的密度、结构(单层或复层)、树木的生物学特性(分枝角、叶着生角、耐荫性等)和环境条件(光照、水分、土壤营养状况)有关,是表示植被利用光能状况和冠层结构的一个综合指标。
叶面积指数的测定有直接方法、间接方法。由于直接方法具有一定的破坏性,耗时耗力,并且无法反映大面积、大范围内的植被LAI分布情况,间接测定方法尤其是其中的遥感法,以其具有的快速、实时、大面积、不受植被类型影响等优势,成为应用最为广泛的LAI监测手段。
随着遥感技术的飞速发展,越来越多高时间分辨率、高空间分辨率、多光谱、高光谱遥感卫星数据实现了LAI监测。
GEE数据集介绍
Google Earth Engine ——MYD15A2H V6 MODIS综合叶面积指数(LAI)和光合有效辐射分数(FPAR)产品是一个500米分辨率的8天综合数据集。
- 叶面积指数(LAI)
- 光合有效辐射吸收比率(fraction of absorbed photosynthetically active radiation, FAPAR/FPAR)是描述太阳光在冠层辐射传输过程中植被吸收比例的参量, 一般定义为植被对波长在400 nm—700 nm 间太阳辐射能量的吸收比率。
数据介绍官网-MYD15A2H.061: Aqua Leaf Area Index/FPAR 8-Day Global 500m
GEE中代码:
ee.ImageCollection('MODIS/061/MYD15A2H')
数据下载:LAI(叶面积指数)和Fpar(绿色植被率)
1、选取空间范围
//var geometry = ee.FeatureCollection('文件地址/Boundary');
var geometry = ee.Geometry.Rectangle([-102,34,-84,48],'EPSG:4326',false);
//var geometry = ee.Geometry.Rectangle([-94.9910,40.6107,-92.3703,42.57729],'EPSG:4326',false)
说明:EPSG:4326是WGS 84坐标系统,也称为全球地球坐标系统(GCS),是一种广泛使用的地理坐标系统。 这个坐标系统使用经度(longitude)和纬度(latitude)来定义地球上的位置,其中经度的范围是-180到+180,纬度的范围是-90到+90。
2、选取数据集来源:类型、时间范围等
- ee.ImageCollection(‘MODIS/006/MCD15A3H’):加载 MODIS 版本 006 的 MCD15A3H 数据集,这个数据集提供了“叶面积指数”(LAI)的信息。
- .select(‘Lai’):从数据集中选择“Lai”波段,提取叶面积指数。
- .filterDate():过滤图像集合,只保留在 2012 年 1 月 1 日到 2012 年 12 月 31 日之间的图像。
var LAI = ee.ImageCollection('MODIS/006/MCD15A3H').select('Lai').filterDate(ee.Date('2012-01-01'), ee.Date('2012-12-31'))var Fpar = ee.ImageCollection('MODIS/006/MCD15A3H').select('Fpar').filterDate(ee.Date('2012-01-01'), ee.Date('2012-12-31'))
3、创建一个每月的总数集合
这段代码用于处理 MODIS 数据集中的 LAI 和 Fpar,通过按月计算每个月的平均值
- ee.List.sequence(1, 12):生成一个包含从 1 到 12 的整数列表,表示一年中的每个月。
var months = ee.List.sequence(1, 12);
//print(months);
//Output: [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]
- months.map(function(m) {…}):对每个月(m)进行迭代。
- LAI.filter(ee.Filter.calendarRange(m, m, ‘month’)):从 LAI 图像集合中过滤出当前月份的图像。
- .mean():计算该月份图像的平均值。
- .set(‘month’, m):为计算出的平均图像设置一个属性,标记其对应的月份。
- ee.ImageCollection.fromImages(…):将所有月份的平均图像组合成一个新的图像集合。
var byMonth_LAI = ee.ImageCollection.fromImages(months.map(function(m) {return LAI.filter(ee.Filter.calendarRange(m, m, 'month')).mean().set('month', m);
}).flatten());
这部分代码与计算 LAI 平均值的部分类似,只是它处理的是 Fpar 图像集合。
通过相同的逻辑,过滤出每个月的图像并计算平均值,最终生成一个包含每个月 Fpar 平均值的图像集合。
var byMonth_Fpar = ee.ImageCollection.fromImages(months.map(function(m) {return Fpar.filter