합성 및 모자이크 처리

일반적으로 합성은 집계 함수를 기반으로 공간적으로 겹치는 이미지를 하나의 이미지로 결합하는 프로세스를 말합니다. 모자이크 처리는 공간적으로 연속적인 이미지를 생성하기 위해 이미지 데이터 세트를 공간적으로 조합하는 프로세스를 말합니다. Earth Engine에서는 컴포지팅과 모자이크 처리가 모두 지원되지만 이러한 용어는 같은 의미로 사용됩니다. 예를 들어 동일한 위치에 여러 이미지를 합성하는 작업을 생각해 보세요. 예를 들어 한 국가 농업 이미지 프로그램 (NAIP) 디지털 직사각형 정사각형 (DOQQ)을 여러 번 사용하여 다음 예에서는 최대 값 합성 이미지를 만드는 방법을 보여줍니다.

코드 편집기 (JavaScript)

// Load three NAIP quarter quads in the same location, different times.
var naip2004_2012 = ee.ImageCollection('USDA/NAIP/DOQQ')
  .filterBounds(ee.Geometry.Point(-71.08841, 42.39823))
  .filterDate('2004-07-01', '2012-12-31')
  .select(['R', 'G', 'B']);

// Temporally composite the images with a maximum value function.
var composite = naip2004_2012.max();
Map.setCenter(-71.12532, 42.3712, 12);
Map.addLayer(composite, {}, 'max value composite');

Python 설정

Python API 및 대화형 개발을 위한 geemap 사용에 관한 자세한 내용은 Python 환경 페이지를 참고하세요.

import ee
import geemap.core as geemap

Colab (Python)

# Load three NAIP quarter quads in the same location, different times.
naip_2004_2012 = (
    ee.ImageCollection('USDA/NAIP/DOQQ')
    .filterBounds(ee.Geometry.Point(-71.08841, 42.39823))
    .filterDate('2004-07-01', '2012-12-31')
    .select(['R', 'G', 'B'])
)

# Temporally composite the images with a maximum value function.
composite = naip_2004_2012.max()
m.set_center(-71.12532, 42.3712, 12)
m.add_layer(composite, {}, 'max value composite')
m

서로 다른 위치에 있는 4개의 서로 다른 DOQQ를 동시에 모자이크 처리해야 한다고 가정해 보겠습니다. 다음 예는 imageCollection.mosaic()를 사용하는 것을 보여줍니다.

코드 편집기 (JavaScript)

// Load four 2012 NAIP quarter quads, different locations.
var naip2012 = ee.ImageCollection('USDA/NAIP/DOQQ')
  .filterBounds(ee.Geometry.Rectangle(-71.17965, 42.35125, -71.08824, 42.40584))
  .filterDate('2012-01-01', '2012-12-31');

// Spatially mosaic the images in the collection and display.
var mosaic = naip2012.mosaic();
Map.setCenter(-71.12532, 42.3712, 12);
Map.addLayer(mosaic, {}, 'spatial mosaic');

Python 설정

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import ee
import geemap.core as geemap

Colab (Python)

# Load four 2012 NAIP quarter quads, different locations.
naip_2012 = (
    ee.ImageCollection('USDA/NAIP/DOQQ')
    .filterBounds(
        ee.Geometry.Rectangle(-71.17965, 42.35125, -71.08824, 42.40584)
    )
    .filterDate('2012-01-01', '2012-12-31')
)

# Spatially mosaic the images in the collection and display.
mosaic = naip_2012.mosaic()
m = geemap.Map()
m.set_center(-71.12532, 42.3712, 12)
m.add_layer(mosaic, {}, 'spatial mosaic')

위 예시의 DOQQ는 일부 중복됩니다. mosaic() 메서드는 컬렉션의 순서 (맨 마지막에 있는 이미지가 맨 위에 표시됨)에 따라 겹치는 이미지를 합성합니다. 모자이크 (또는 합성물)에서 픽셀 소스를 제어하려면 이미지 마스크를 사용하세요. 예를 들어 다음은 스펙트럼 색인에서 임곗값을 사용하여 모자이크의 이미지 데이터를 마스킹합니다.

코드 편집기 (JavaScript)

// Load a NAIP quarter quad, display.
var naip = ee.Image('USDA/NAIP/DOQQ/m_4207148_nw_19_1_20120710');
Map.setCenter(-71.0915, 42.3443, 14);
Map.addLayer(naip, {}, 'NAIP DOQQ');

// Create the NDVI and NDWI spectral indices.
var ndvi = naip.normalizedDifference(['N', 'R']);
var ndwi = naip.normalizedDifference(['G', 'N']);

// Create some binary images from thresholds on the indices.
// This threshold is designed to detect bare land.
var bare1 = ndvi.lt(0.2).and(ndwi.lt(0.3));
// This detects bare land with lower sensitivity. It also detects shadows.
var bare2 = ndvi.lt(0.2).and(ndwi.lt(0.8));

// Define visualization parameters for the spectral indices.
var ndviViz = {min: -1, max: 1, palette: ['FF0000', '00FF00']};
var ndwiViz = {min: 0.5, max: 1, palette: ['00FFFF', '0000FF']};

// Mask and mosaic visualization images.  The last layer is on top.
var mosaic = ee.ImageCollection([
  // NDWI > 0.5 is water.  Visualize it with a blue palette.
  ndwi.updateMask(ndwi.gte(0.5)).visualize(ndwiViz),
  // NDVI > 0.2 is vegetation.  Visualize it with a green palette.
  ndvi.updateMask(ndvi.gte(0.2)).visualize(ndviViz),
  // Visualize bare areas with shadow (bare2 but not bare1) as gray.
  bare2.updateMask(bare2.and(bare1.not())).visualize({palette: ['AAAAAA']}),
  // Visualize the other bare areas as white.
  bare1.updateMask(bare1).visualize({palette: ['FFFFFF']}),
]).mosaic();
Map.addLayer(mosaic, {}, 'Visualization mosaic');

Python 설정

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import ee
import geemap.core as geemap

Colab (Python)

# Load a NAIP quarter quad, display.
naip = ee.Image('USDA/NAIP/DOQQ/m_4207148_nw_19_1_20120710')
m = geemap.Map()
m.set_center(-71.0915, 42.3443, 14)
m.add_layer(naip, {}, 'NAIP DOQQ')

# Create the NDVI and NDWI spectral indices.
ndvi = naip.normalizedDifference(['N', 'R'])
ndwi = naip.normalizedDifference(['G', 'N'])

# Create some binary images from thresholds on the indices.
# This threshold is designed to detect bare land.
bare_1 = ndvi.lt(0.2).And(ndwi.lt(0.3))
# This detects bare land with lower sensitivity. It also detects shadows.
bare_2 = ndvi.lt(0.2).And(ndwi.lt(0.8))

# Mask and mosaic visualization images. The last layer is on top.
mosaic = ee.ImageCollection([
    # NDWI > 0.5 is water. Visualize it with a blue palette.
    ndwi.updateMask(ndwi.gte(0.5)).visualize(
        min=0.5, max=1, palette=['00FFFF', '0000FF']
    ),
    # NDVI > 0.2 is vegetation. Visualize it with a green palette.
    ndvi.updateMask(ndvi.gte(0.2)).visualize(
        min=-1, max=1, palette=['FF0000', '00FF00']
    ),
    # Visualize bare areas with shadow (bare_2 but not bare_1) as gray.
    bare_2.updateMask(bare_2.And(bare_1.Not())).visualize(palette=['AAAAAA']),
    # Visualize the other bare areas as white.
    bare_1.updateMask(bare_1).visualize(palette=['FFFFFF']),
]).mosaic()
m.add_layer(mosaic, {}, 'Visualization mosaic')
m

입력에서 임의의 밴드를 최대화하는 합성물을 만들려면 imageCollection.qualityMosaic()를 사용하세요. qualityMosaic() 메서드는 컬렉션에서 지정된 밴드의 최대 값이 있는 이미지를 기반으로 합성물의 각 픽셀을 설정합니다. 예를 들어 다음 코드는 가장 녹색인 픽셀 합성물과 최근 값 합성물을 만드는 방법을 보여줍니다.

코드 편집기 (JavaScript)

// Define a function that scales and masks Landsat 8 surface reflectance images.
function prepSrL8(image) {
  // Develop masks for unwanted pixels (fill, cloud, cloud shadow).
  var qaMask = image.select('QA_PIXEL').bitwiseAnd(parseInt('11111', 2)).eq(0);
  var saturationMask = image.select('QA_RADSAT').eq(0);

  // Apply the scaling factors to the appropriate bands.
  var getFactorImg = function(factorNames) {
    var factorList = image.toDictionary().select(factorNames).values();
    return ee.Image.constant(factorList);
  };
  var scaleImg = getFactorImg([
    'REFLECTANCE_MULT_BAND_.|TEMPERATURE_MULT_BAND_ST_B10']);
  var offsetImg = getFactorImg([
    'REFLECTANCE_ADD_BAND_.|TEMPERATURE_ADD_BAND_ST_B10']);
  var scaled = image.select('SR_B.|ST_B10').multiply(scaleImg).add(offsetImg);

  // Replace original bands with scaled bands and apply masks.
  return image.addBands(scaled, null, true)
    .updateMask(qaMask).updateMask(saturationMask);
}

// This function masks clouds and adds quality bands to Landsat 8 images.
var addQualityBands = function(image) {
  // Normalized difference vegetation index.
  var ndvi = image.normalizedDifference(['SR_B5', 'SR_B4']);
  // Image timestamp as milliseconds since Unix epoch.
  var millis = ee.Image(image.getNumber('system:time_start'))
                   .rename('millis').toFloat();
  return prepSrL8(image).addBands([ndvi, millis]);
};

// Load a 2014 Landsat 8 ImageCollection.
// Map the cloud masking and quality band function over the collection.
var collection = ee.ImageCollection('LANDSAT/LC08/C02/T1_L2')
  .filterDate('2014-06-01', '2014-12-31')
  .map(addQualityBands);

// Create a cloud-free, most recent value composite.
var recentValueComposite = collection.qualityMosaic('millis');

// Create a greenest pixel composite.
var greenestPixelComposite = collection.qualityMosaic('nd');

// Display the results.
Map.setCenter(-122.374, 37.8239, 12); // San Francisco Bay
var vizParams = {bands: ['SR_B5', 'SR_B4', 'SR_B3'], min: 0, max: 0.4};
Map.addLayer(recentValueComposite, vizParams, 'Recent value composite');
Map.addLayer(greenestPixelComposite, vizParams, 'Greenest pixel composite');

// Compare to a cloudy image in the collection.
var cloudy = ee.Image('LANDSAT/LC08/C02/T1_TOA/LC08_044034_20140825');
Map.addLayer(cloudy, {bands: ['B5', 'B4', 'B3'], min: 0, max: 0.4}, 'Cloudy');

Python 설정

Python API 및 대화형 개발을 위한 geemap 사용에 관한 자세한 내용은 Python 환경 페이지를 참고하세요.

import ee
import geemap.core as geemap

Colab (Python)

# Define a function that scales and masks Landsat 8 surface reflectance images.
def prep_sr_l8(image):
  # Develop masks for unwanted pixels (fill, cloud, cloud shadow).
  qa_mask = image.select('QA_PIXEL').bitwiseAnd(int('11111', 2)).eq(0)
  saturation_mask = image.select('QA_RADSAT').eq(0)

  # Helper function to create image from scaling factors.
  def get_factor_img(factor_names):
    factor_list = image.toDictionary().select(factor_names).values()
    return ee.Image.constant(factor_list)

  # Apply the scaling factors to the appropriate bands.
  scale_img = get_factor_img(
      ['REFLECTANCE_MULT_BAND_.|TEMPERATURE_MULT_BAND_ST_B10']
  )
  offset_img = get_factor_img(
      ['REFLECTANCE_ADD_BAND_.|TEMPERATURE_ADD_BAND_ST_B10']
  )
  scaled = image.select('SR_B.|ST_B10').multiply(scale_img).add(offset_img)

  # Replace original bands with scaled bands and apply masks.
  return (
      image.addBands(scaled, None, True)
      .updateMask(qa_mask)
      .updateMask(saturation_mask)
  )


# This function masks clouds and adds quality bands to Landsat 8 images.
def add_quality_bands(image):
  # Normalized difference vegetation index.
  ndvi = image.normalizedDifference(['SR_B5', 'SR_B4'])
  # Image timestamp as milliseconds since Unix epoch.
  millis = (
      ee.Image(image.getNumber('system:time_start')).rename('millis').toFloat()
  )
  return prep_sr_l8(image).addBands([ndvi, millis])


# Load a 2014 Landsat 8 ImageCollection.
# Map the cloud masking and quality band function over the collection.
collection = (
    ee.ImageCollection('LANDSAT/LC08/C02/T1_L2')
    .filterDate('2014-06-01', '2014-12-31')
    .map(add_quality_bands)
)

# Create a cloud-free, most recent value composite.
recent_value_composite = collection.qualityMosaic('millis')

# Create a greenest pixel composite.
greenest_pixel_composite = collection.qualityMosaic('nd')

# Display the results.
m = geemap.Map()
m.set_center(-122.374, 37.8239, 12)  # San Francisco Bay
viz_params = {'bands': ['SR_B5', 'SR_B4', 'SR_B3'], 'min': 0, 'max': 0.4}
m.add_layer(recent_value_composite, viz_params, 'Recent value composite')
m.add_layer(greenest_pixel_composite, viz_params, 'Greenest pixel composite')

# Compare to a cloudy image in the collection.
cloudy = ee.Image('LANDSAT/LC08/C02/T1_TOA/LC08_044034_20140825')
m.add_layer(
    cloudy, {'bands': ['B5', 'B4', 'B3'], 'min': 0, 'max': 0.4}, 'Cloudy'
)
m

검사기 도구를 사용하여 합성물의 여러 위치에서 픽셀 값을 확인합니다. millis 밴드 (타임스탬프)가 위치에 따라 다르므로 픽셀이 서로 다른 시점에서 가져온 것을 알 수 있습니다.