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GEE（Google Earth Engine）是一个强大的云计算平台，用于处理和分析大规模地球科学数据集。以下是一个关于如何使用GEE进行NDVI（归一化植被指数）时间序列趋势分析的详细教程。

一、引言

NDVI时间序列趋势分析是一种统计方法，用于检测数据集中植被覆盖度随时间的变化趋势，对于理解长期环境变化非常重要。MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，中分辨率成像光谱辐射计）数据集是NASA提供的高分辨率遥感数据集，广泛应用于植被、水文和气候研究。

二、准备工作

1. 定义研究区域：

   • 确定要分析的具体地理区域，通常通过经纬度坐标点来定义多边形区域（ROI）。

2. 加载数据：

   • 使用GEE平台加载MODIS NDVI数据集，并根据需要筛选时间范围。例如，分析2001年至2021年的数据。

三、代码实现

以下是一个简化的GEE代码示例，用于进行NDVI时间序列趋势分析：

// 定义研究区域的坐标点（以某个示例区域为例）
var cor = [[经度1, 纬度1],[经度2, 纬度1],[经度2, 纬度2],[经度1, 纬度2],[经度1, 纬度1] // 闭合多边形
];// 创建多边形区域
var roi = ee.Geometry.Polygon(cor);// 将地图中心设置为研究区域
Map.centerObject(roi);// 加载MODIS NDVI数据集并筛选时间范围
var modis = ee.ImageCollection("MODIS/061/MOD13A2").select('NDVI').filterDate('2001', '2021');// 定义函数以添加时间带作为单独的波段
function ndvi_time(img) {var time = img.metadata('system:time_start').divide(1e9); // 将时间从毫秒转换为秒return img.addBands(ee.Image(time).rename('time')).copyProperties(img, img.propertyNames());
}// 应用函数以创建时间波段
var modis_time = modis.map(ndvi_time);// 使用线性回归分析计算斜率
var linear_reg = modis_time.select(['time', 'NDVI']).reduce(ee.Reducer.linearRegression()).select('coefficients');// 添加线性回归图层
Map.addLayer(linear_reg.clip(roi), {palette: ['red', 'black', 'green']}, 'linear_regression', false);// 使用其他统计方法进行趋势分析（如敏感性斜率分析、曼-肯德尔趋势检验等）
// ...（具体代码根据所选方法编写）// 导出结果（可选）
// Export.image.toDrive({...});

四、分析方法

1. 线性回归分析：

   • 使用ee.Reducer.linearRegression()计算NDVI随时间变化的线性趋势。
   • 结果中的斜率系数反映了NDVI的变化速率。

2. 敏感性斜率分析：

   • 使用ee.Reducer.sensSlope()计算NDVI变化的敏感性斜率，该方法考虑了数据中的噪声和不确定性。

3. 曼-肯德尔趋势检验：

   • 使用ee.Reducer.kendallsCorrelation()进行非参数的趋势检验，该方法不依赖于数据的分布形式。

4. FORMA趋势分析：

   • FORMA算法是一种用于森林监测的算法，也可以用于分析NDVI的趋势变化。

五、结果展示与导出

• 在GEE平台上，可以通过Map.addLayer()函数将分析结果添加到地图上进行可视化展示。
• 可以选择将结果图像导出到Google Drive或其他云存储服务中，以便进一步分析或分享。

六、结论

通过GEE平台对MODIS NDVI数据进行时间序列趋势分析，可以有效地评估植被覆盖度的长期变化趋势。这种方法对于环境监测、气候变化研究等领域具有重要的应用价值。