基于 GEE 利用 SDWI 指数进行逐月水域面积提取

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1 SDWI指数

2 完整代码

3 运行结果

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微波遥感具有全天候、全天时工作能力，能穿透云层，不受气象条件和光照水平影响，因此近年来利用微波遥感提取水体信息也备受关注。本文分享使用 Sentinel-1遥感影像通过SDWI指数来进行逐月水域面积计算提取和结果导出。

1 SDWI指数

Sentinel-1双极化数据SDWI水体提取指数公式：SDWI = ln ⁡(10×VV×VH)

Sentinel-1 Dual-Polarized Water Index (SDWI)水体信息提取方法对 Sentinel-1 双极化数据(VV 和 VH)之间水体信息提取的关系进行深入研究，达到增强水体特征的效果，水体区分较明显，同时消除土壤和植被对水体提取中造成的干扰。公式的指导思想是将 VV 和 VH 极化影像相乘，并且乘以 10，以此扩大水体与其他地物之间的差异，再以自然对数作为函数式。

2 完整代码

// 引入感兴趣区（ROI）并添加到地图
var roi = table;
Map.addLayer(roi);
Map.centerObject(roi, 8);// 设置时间范围和生成每月的日期范围
var startYear = 2021;
var endYear = 2023;
var months = ee.List.sequence(1, 12);// 使用Sentinel - 1数据集
var s1Collection = ee.ImageCollection('COPERNICUS/S1_GRD').filterBounds(roi).filter(ee.Filter.listContains('transmitterReceiverPolarisation', 'VV')).filter(ee.Filter.eq('instrumentMode', 'IW'));// 定义 SDWI 计算函数
var calculateSDWI = function(image) {var VV = image.select('VV');var VH = image.select('VH');return image.expression('log(10 * VV * VH) - 8',{ 'VV': VV, 'VH': VH }).rename('SDWI');
};// 计算逐月水体掩膜面积
var calculateMonthlyWaterArea = function(year, month) {// 获取该月的开始和结束日期var startDate = ee.Date.fromYMD(year, month, 1);var endDate = startDate.advance(1, 'month');// 过滤 Sentinel - 1 图像集以获取当月的图像var monthlyCollection = s1Collection.filterDate(startDate, endDate).map(calculateSDWI);// 计算月度水体掩膜var sdwiComposite = monthlyCollection.median().clip(roi);var waterMask = sdwiComposite.gt(-0.1).rename('WaterMask');// 计算水体面积（平方千米）var areaImage = waterMask.multiply(ee.Image.pixelArea()).divide(1e6);var waterArea = areaImage.reduceRegion({reducer: ee.Reducer.sum(),geometry: roi,scale: 10,maxPixels: 1e9}).get('WaterMask');// 返回一个包含年、月和水体面积的字典return ee.Feature(null, {'Date': startDate.format('yyyy/M/d'),'Year': year,'Month': month,'WaterArea_km2': waterArea});
};// 对每个月进行水体面积计算并转换为 FeatureCollection
var calculateWaterAreaByMonth = function(year) {return ee.FeatureCollection(months.map(function(month) {return calculateMonthlyWaterArea(year, month);}));
};// 将所有年份的水体面积合并到一起
var allYearsWaterArea = ee.FeatureCollection(ee.List.sequence(startYear, endYear).map(calculateWaterAreaByMonth)
).flatten();// 导出逐月水体面积到 CSV 文件
Export.table.toDrive({collection: allYearsWaterArea,description: 'Monthly_Water_Area_2021_2022',fileFormat: 'CSV'
});// 可视化参数
var visParams = {min: 0,max: 1,palette: ['FFFFFF', '0000FF'] // 蓝色表示水体，白色表示非水体
};// 将逐月水体掩膜加载到地图上，并导出影像
for (var year = startYear; year <= endYear; year++) {for (var month = 1; month <= 12; month++) {var startDate = ee.Date.fromYMD(year, month, 1);var endDate = startDate.advance(1, 'month');var monthlyCollection = s1Collection.filterDate(startDate, endDate).map(calculateSDWI);var sdwiComposite = monthlyCollection.median().clip(roi);var waterMask = sdwiComposite.gt(-0.1).rename('WaterMask');// 在地图上显示每个月的水体掩膜var label = 'WaterMask_' + year + '_' + month;Map.addLayer(waterMask, visParams, label);// 导出逐月影像Export.image.toDrive({image: waterMask,description: 'WaterMask_' + year + '_' + month,folder: 'GEE/DTH/images',fileNamePrefix: 'WaterMask_' + year + '_' + month,region: roi,scale: 10,maxPixels: 1e13});}
}

3 运行结果

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