Earth Engine đã giới thiệu các bậc hạn mức phi thương mại để bảo vệ các tài nguyên điện toán dùng chung và đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy cho mọi người. Các dự án phi thương mại sử dụng Cấp cộng đồng theo mặc định, mặc dù bạn có thể thay đổi cấp của dự án bất cứ lúc nào.

Google sử dụng công nghệ AI để dịch nội dung sang ngôn ngữ bạn ưu tiên. Bản dịch bằng AI có thể có lỗi.

About Earth Timelapse

Tập dữ liệu Tua nhanh thời gian trên Trái Đất cung cấp một bản ghi hình ảnh trong 4 thập kỷ về sự thay đổi của hành tinh, từ năm 1984 đến năm 2022. Được Google tổng hợp từ hàng petabyte dữ liệu quan sát từ không gian do các nhiệm vụ Landsat của NASA/USGS (Landsat 4, 5, 7, 8 và 9) và chòm sao Copernicus Sentinel-2 của ESA thu thập, tập dữ liệu này được cung cấp dưới dạng các hình ảnh ghép hằng năm để diễn giải bằng hình ảnh.

Các ảnh ghép hằng năm là các bản đồ cơ sở trực quan hoàn chỉnh trên toàn cầu, được lấp đầy khoảng trống và che phủ vùng nước, hỗ trợ trình xem tương tác Tua nhanh thời gian trong Google Earth cho công chúng. Các khoảng trống quan sát trước năm 1999 được tái tạo một cách mượt mà bằng cách sử dụng phương pháp nội suy hồi quy tuyến tính theo thời gian theo từng pixel trên các năm quan sát hợp lệ liền kề. Vùng nước đại dương được thay thế bằng đường viền địa hình có bóng và mặt nạ nước toàn cầu theo phong cách NOAA ETOPO1 (sử dụng tập dữ liệu Hansen GFC và MOD44W). Những dữ liệu này phù hợp với: việc diễn giải bằng hình ảnh, kể chuyện mang tính giáo dục, lập bản đồ cơ sở hoặc xuất video tuỳ chỉnh.

Các kỷ nguyên độ phân giải không gian

Bộ sưu tập Tua nhanh thời gian trên Trái Đất trải dài qua hai giai đoạn độ phân giải không gian riêng biệt:

1984 – 2014 (30 m / pixel): Tổng hợp từ các dữ liệu quan sát của Landsat 4, 5, 7 và 8 của USGS/NASA. Hình ảnh được chia lưới trong Web Mercator (EPSG:3857) ở độ phân giải 30 mét.
2015 – Nay (19,11 m / pixel): Được tổng hợp bằng cách kết hợp các quan sát của Thiết bị đa phổ (MSI) Sentinel-2A/2B thuộc Copernicus của ESA (10 m / 20 m nguyên bản) với Landsat 8 và 9. Hình ảnh được chia ô trong phép chiếu Web Mercator (EPSG:3857) ở độ phân giải khoảng 19,11 mét.

Các bức ảnh ghép hằng năm bao phủ tất cả các vùng đất và vùng ven biển trên toàn cầu từ khoảng 82,6° vĩ độ Nam đến 83,69° vĩ độ Bắc. Việc tổng hợp dữ liệu quan sát Trái Đất trong hơn 4 thập kỷ đòi hỏi phải điều hoà các chòm vệ tinh khác nhau trong suốt thời gian hoạt động, phương thức cảm biến, hình học quỹ đạo và nhiễu loạn khí quyển.

Quy trình Earth Timelapse thu nạp hàng triệu cảnh riêng lẻ từ chương trình Landsat của USGS/NASA (Landsat 4, 5, 7, 8 và 9) và chùm vệ tinh Copernicus Sentinel-2 của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA). Để chuyển đổi dữ liệu quan sát thô và dữ liệu quan sát ở đỉnh khí quyển (TOA) thành bản đồ cơ sở nhất quán hằng năm, mỗi cảnh sẽ được xử lý bằng:

Lọc cảnh theo mùa và theo hiện tượng học để tối ưu hoá sự phát triển cao nhất của thảm thực vật và giảm thiểu các hiệu ứng theo mùa tạm thời.
Thiếu thông tin về việc khôi phục kênh và giảm thiểu sự bất thường của cảm biến (ví dụ: độ bão hoà TIRS của Landsat 8, hiện vật SLC-off của Landsat 7).
Tính điểm chất lượng đám mây, sương mù và bóng đổ của nhiều cảm biến kết hợp Landsat simpleCloudScore, phương pháp khôi phục đám mây không gian HSV theo kinh nghiệm và Sentinel-2 Cloud Score+.
Chuẩn hoá đơn sắc và làm sắc nét giả có cấu trúc để tăng độ phân giải rõ ràng.
Chuẩn hoá bức xạ đã hiệu chuẩn BRDF của MODIS bằng cách sử dụng bộ lọc không gian thông thấp đa tỷ lệ để loại bỏ ranh giới cảnh trong khi vẫn giữ nguyên kết cấu bề mặt cục bộ.
Làm sắc nét cạnh một cách có ý thức về nước để tránh tình trạng tẩy trắng bờ biển.
Kết hợp trung vị 16 bit theo thời gian để loại bỏ nhiễu khí quyển, bóng và các cấu phần phần mềm tạm thời.
Nội suy hồi quy tuyến tính theo thời gian (đối với các tài sản cuối cùng trên toàn cầu) để tái tạo các dữ liệu quan sát bị thiếu trong các hình ảnh ghép trước năm 1999.
Mô hình hoá phép đo độ sâu đáy biển toàn cầu và che phủ nước kết hợp NOAA ETOPO1, Hansen Global Forest Change datamask và MODIS water masks.
Cân bằng màu sắc tổng thể, duy trì điểm trắng của băng ở cực, tăng cường độ tương phản cục bộ đa tỷ lệ (LCE) để cải thiện hình ảnh.

Quy cách cảm biến và dữ liệu nguồn

Bộ sưu tập Earth Timelapse tận dụng các nhiệm vụ quan sát Trái Đất từ không gian sau đây:

Thông số kỹ thuật về vệ tinh và cảm biến

Nhiệm vụ của vệ tinh	Cảm biến	Phạm vi ngày được nhập	Độ phân giải không gian	Dải quang phổ được nhập	Mã bộ sưu tập Earth Engine	Thời kỳ độ phân giải thấp
Landsat 4	Thiết bị lập bản đồ theo chủ đề (TM)	1982-07-01 – 1993-12-14	30 m (MS)	Xanh dương, Xanh lục, Đỏ, NIR, SWIR1, Nhiệt, SWIR2	`LANDSAT/LT04/C02/T1`	30 m (1984–1993)
Landsat 5	Thiết bị lập bản đồ theo chủ đề (TM)	01/03/1984 – 31/12/2012	30 m (MS)	Xanh dương, Xanh lục, Đỏ, NIR, SWIR1, Nhiệt, SWIR2	`LANDSAT/LT05/C02/T1`	30 m (1984–2012)
Landsat 7	Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+)	15/04/1999 – 31/08/2013	30 m (MS) / 15 m (Pan)	Xanh dương, Xanh lục, Đỏ, Cận hồng ngoại (NIR), Sóng ngắn hồng ngoại 1 (SWIR1), Nhiệt, Sóng ngắn hồng ngoại 2 (SWIR2), Toàn sắc	`LANDSAT/LE07/C02/T1` `LANDSAT/LE07/C02/T2`	30 m (1999–2013)
Landsat 8	Thiết bị chụp ảnh đất đai hoạt động (OLI) / TIRS	Ngày 11/2/2013 – Hiện tại	30 m (MS) / 15 m (Pan)	Ven biển, Xanh dương, Xanh lục, Đỏ, NIR, SWIR1, SWIR2, Pan, Cirrus, Nhiệt	`LANDSAT/LC08/C02/T1_RT_TOA` `LANDSAT/LC08/C02/T2_TOA`	30 m (2013–2014) 19,11 m (2015+)
Landsat 9	Thiết bị chụp ảnh đất đai hoạt động 2 (OLI-2) / TIRS-2	01/11/2021 – Hiện tại	30 m (MS) / 15 m (Pan)	Ven biển, Xanh dương, Xanh lục, Đỏ, NIR, SWIR1, SWIR2, Pan, Cirrus, Nhiệt	`LANDSAT/LC09/C02/T1_TOA`	19,11 m (từ năm 2021)
Sentinel-2A / 2B	Thiết bị đa phổ (MSI)	23/6/2015 – Hiện tại	10 m / 20 m / 60 m (MS)	Xanh dương, Xanh lục, Đỏ, RedEdge (1-4), NIR, SWIR1, SWIR2, WaterVapor, Cirrus	`COPERNICUS/S2_HARMONIZED`	19,11 m (từ năm 2015)

Bảng 1. Các hệ thống cảm biến quang học cốt lõi được tích hợp vào quy trình sản xuất ảnh ghép hằng năm của công cụ Tua nhanh thời gian trên Trái Đất.

Tập dữ liệu phụ trợ và tham chiếu

Đường cơ sở BRDF / Suất phản chiếu bề mặt toàn cầu của MODIS:
- Các thành phần phản xạ bề mặt nhiều năm được tính toán trước, bắt nguồn từ Terra và Aqua MODIS (Bộ sưu tập 006: MODIS/006/MCD43A4, MODIS/006/MOD09GA và MODIS/006/MYD09GA; xin lưu ý rằng Bộ sưu tập 006 đã được sử dụng trong quá trình sản xuất và sau đó được thay thế bằng Bộ sưu tập 061) ở độ phân giải 500 mét đóng vai trò là mục tiêu tham chiếu đo bức xạ hành tinh để điều chỉnh độ chiếu sáng và sương mù trên quy mô rộng.
Bản đồ địa hình toàn cầu ETOPO1 của NOAA:
- Địa hình và đường đồng mức đáy biển toàn cầu 1 phút cung được dùng để tạo địa hình đáy biển có độ sâu và độ tương phản chân thực trong sản phẩm được che phủ bằng nước trên toàn cầu.
Hansen Global Forest Change (UMD/hansen/global_forest_change_2015):
- Lớp datamask (phân biệt đất, vùng nước cố định và vùng ven biển) đóng vai trò là ranh giới phân tách chính giữa đất và nước.
Mặt nạ đất/nước toàn cầu MODIS (MODIS/MOD44W/MOD44W_005_2000_02_24):
- Được dùng cùng với Hansen GFC để tách biệt các bề mặt trên đất liền và ngăn chặn tình trạng tràn mặt nạ nước ven biển.
Sentinel-2 Cloud Score+ (GOOGLE/CLOUD_SCORE_PLUS/V1/S2_HARMONIZED):
- Đánh giá chất lượng ở cấp độ pixel, cung cấp các chỉ số cs (độ tin cậy của bầu trời quang đãng) và cs_cdf (xác suất tích luỹ của bầu trời quang đãng) cho dữ liệu MSI của Sentinel-2.
Số liệu thống kê về khí hậu đám mây toàn cầu:
- Đường cơ sở tối thiểu và đường cơ sở ở phân vị thứ 25 được rút ra từ thực nghiệm cho điểm đám mây, giúp điều chỉnh ngưỡng che mây ở các vùng nhiệt đới có mây liên tục.

Lọc theo không gian và thời gian

Các ảnh ghép toàn cầu hằng năm cân bằng nhu cầu thu thập đủ dữ liệu quan sát hợp lệ ở các khu vực nhiệt đới có nhiều mây, đồng thời ngăn chặn tình trạng ô nhiễm do tuyết vào mùa đông và góc thiên đỉnh mặt trời cực đoan ở các khu vực có vĩ độ cao.

Phân vùng theo vĩ độ và hiện tượng học

Vùng Cực / Vùng Vĩ độ cao ở Bắc bán cầu (>60°B đến 83,69°B):
- Lọc trực tiếp theo Ngày trong năm (DOY): Các quan sát bị giới hạn từ DOY 150 đến 270 (từ cuối tháng 5 đến tháng 9). Điều này nhắm đến mùa sinh trưởng cao điểm của thực vật (độ xanh tối đa) và giảm thiểu tuyết theo mùa, lớp băng phủ và bóng đổ dài trên địa hình do góc nâng mặt trời thấp (góc nâng mặt trời ≤ 0°).
Vùng ôn đới và nhiệt đới (từ 57°N đến 60°N):
- Sử dụng toàn bộ năm dương lịch (từ ngày 1 tháng 1 đến ngày 31 tháng 12) để tối đa hoá số lượng cảnh có sẵn.
Vùng vĩ độ cao ở Nam bán cầu / Vùng Nam Cực (từ 82,6° Nam đến 57° Nam):
- Các quan sát chỉ được thực hiện trong khoảng thời gian mùa hè ở Nam bán cầu và được bổ sung bằng các thành phần cơ sở nhiều năm ở vùng cực để giảm thiểu các góc thiên đỉnh cực đoan của mặt trời, khoảng trống dữ liệu đêm vùng cực và các hiện tượng giả tạo do băng biển theo mùa.

Phương pháp xử lý: Ảnh ghép hằng năm được che

Quy trình tạo ảnh ghép hằng năm được che phủ tạo ra các tổ hợp thành phần trung gian, không được nội suy trên toàn cầu trước khi điền khoảng trống thời gian và định kiểu cho phép đo độ sâu đại dương. Xin lưu ý rằng các thành phần trung gian này thể hiện một giai đoạn sản xuất nội bộ; chỉ có Global Final Annual Mosaics (ảnh ghép cuối cùng toàn cầu hằng năm) đã qua xử lý hậu kỳ (projects/ee-earth-timelapse/assets/annual) được phân phối công khai trong Danh mục dữ liệu của Earth Engine.

Thiếu bước Phục hồi kênh và Chuẩn bị cảm biến

Trước khi hiệu chỉnh khí quyển và tính điểm chất lượng, dữ liệu Landsat thô sẽ được chuẩn hoá:

Tái tạo băng tần nhiệt: Trong các khoảng thời gian hoạt động mà băng tần nhiệt TIRS của Landsat 8 bị suy giảm hoặc chưa được hiệu chỉnh, các kênh nhiệt có phương sai bằng 0 sẽ được tổng hợp để đáp ứng các yêu cầu về giao diện nội bộ của thuật toán chấm điểm đám mây tự động của Landsat.
Tạo ảnh đơn sắc giả cho Landsat 4/5: Cảm biến TM của Landsat 4 và 5 không có kênh quang học đơn sắc (Băng tần 8). Một dải bán sắc giả tạo được tạo cho mỗi cảnh:

$$ I_{\text{raw45}}(Pan) = \text{mean}(I_{\text{raw45}}(RGB)) $$

Đây $I_{\text{raw}}(\cdot)$ là một hàm hình ảnh cung cấp các pixel thô và có thể lấy một hoặc nhiều dải tần số làm tham số. Ví dụ:$I_{\text{raw}}(Pan)$ trả về dải tần số đơn sắc thô và$I_{\text{raw}}(RGB)$ trả về dải tần số RGB thô. mean() là hàm trung bình.

Hiệu chỉnh thành hệ số phản xạ đỉnh khí quyển (TOA)

Các cảnh thô của Landsat được xử lý thành TOA bằng ee.Algorithms.Landsat.TOA.

ee.Algorithms.Landsat.TOA là một hàm hình ảnh chuyển đổi dữ liệu thô của Landsat thành dữ liệu TOA của Landsat ($I_{\text{TOA}}$).

Chất lượng của nhiều cảm biến và mặt nạ đám mây

Đường viền vệt quét theo quỹ đạo

Mặt nạ alpha mềm suy giảm khoảng cách giúp giảm thiểu các đường nối cứng dọc theo các đường bay của Landsat:

$$ \text{Mask}_{\text{edge}} = \min\left(\text{Mask}_{\text{MODIS}}, \left(\text{Gaussian}_{6\text{km}}\left(\text{Mask}_{\text{raw}}\right)\right)^3\right) $$

trong đó $\text{Mask}_{\text{MODIS}}$ là mặt nạ bắt nguồn từ các thành phần phản xạ bề mặt MODIS hằng năm (MODIS/006/MOD09GA và MODIS/006/MYD09GA),$\text{Mask}_{\text{raw}}$ là mặt nạ của một cảnh thô Landsat, min() là hàm giảm thiểu và $\text{Gaussian}$ là một phép tích chập không gian Gaussian có độ lệch chuẩn được chỉ định.

Landsat 7 SLC-off Water Masking

Sau khi Bộ hiệu chỉnh đường quét (SLC) trên Landsat 7 gặp sự cố vào tháng 5 năm 2003, các cảnh Landsat 7 có các khoảng trống dữ liệu tuyến tính, có thể dẫn đến các hiện tượng giả tạo nghiêm trọng trên vùng nước mở. Các pixel Landsat 7 trên vùng nước hở được che bằng mặt nạ nước MODIS bị làm mờ, ưu tiên Landsat 4/5/8/9 hoặc Sentinel-2 tuỳ thuộc vào năm sản xuất ảnh ghép.

Tính điểm đám mây Landsat và khôi phục dữ liệu bất thường

Các cảnh Landsat được cho điểm $\text{Cloud}$ trên mỗi pixel (trong [0, 100]) bằng cách sử dụng ee.Algorithms.Landsat.simpleCloudScore. Hai giai đoạn tinh chỉnh bổ sung được áp dụng:

Phục hồi đám mây không phát hiện được trong không gian HSV: Các điểm bất thường trên đám mây có độ phản xạ cao, độ bão hoà thấp nhận được điểm số sai là Đám mây = 0 được phát hiện bằng cách chuyển đổi $I_{\text{TOA}}(RGB)$ thành không gian Hue-Saturation-Value (HSV) và cập nhật mặt nạ $\text{Cloud}$ :

$$ \text{hsvCloud} = \begin{cases} 100, & \text{if } (\text{Cloud} = 0) \land (\text{S} \lt 0.3) \land (\text{V} \gt 0.5) \\ 0, & \text{otherwise} \end{cases} $$

$$ \text{Cloud} = \text{Cloud} + \text{hsvCloud} $$

Ngưỡng khí hậu thích ứng: Ngưỡng loại bỏ các pixel có mây (tức là $\text{Cloud} \gt \text{Threshold}_{\text{cloud}}$) được tính toán linh hoạt từ số liệu thống kê về mây không gian được tính toán trước:

$$ \text{Threshold}_{\text{cloud}} = \text{Cloud}_{\text{p25}} + 10 $$

trong đó $\text{Cloud}_{\text{p25}}$ là điểm phần trăm thứ 25 trên mỗi pixel$\text{Cloud}$ được giới hạn trong khoảng từ 25 đến 65. Ngưỡng được nâng lên đối với các bề mặt đất sáng đã xác minh (đụn cát sa mạc, ruộng muối):

$$ \text{Threshold}_{\text{cloud}} = \text{Threshold}_{\text{cloud}} + 10 \quad \text{if } (I_{\text{TOA}}(Pan) \gt 0.7) \land (\max(I_{\text{TOA}}(RGB)) \gt 0.6) $$

Tính điểm đám mây Sentinel-2

Các cảnh được chuẩn hoá của Sentinel-2 được ghép nối với GOOGLE/CLOUD_SCORE_PLUS/V1/S2_HARMONIZED:

Lọc pixel: Được giữ lại khi độ tin cậy của bầu trời quang đãng cs ≥ 0,60 và xác suất tích luỹ của bầu trời quang đãng cs_cdf ≥ 0,70.

Chuẩn hoá đơn sắc và kết hợp cấu trúc

Để tận dụng độ phân giải đơn sắc 15 mét của Landsat 7/8/9 mà không bị biến dạng quang phổ trong quá trình chuyển đổi cảm biến, bạn có thể áp dụng phương pháp chuẩn hoá đơn sắc cho dữ liệu TOA:

$$ \text{Gain}_{\text{3x3}} = \frac{\mu_{\text{3x3}}(\text{mean}(I_{\text{TOA}}(RGB)))}{\mu_{\text{3x3}}(I_{\text{TOA}}(Pan))} $$

$$ \text{I}_{\text{sharpened}} = \frac{I_{\text{TOA}}(RGB)}{\text{mean}(I_{\text{TOA}}(RGB))} \times (I_{\text{TOA}}(Pan)) \times \text{Gain}_{\text{3x3}} $$

trong đó $\mu_{\text{3x3}}$ là hàm trung bình của vùng lân cận 3x3 pixel.

Chuẩn hoá trắc quang dựa trên đường cơ sở BRDF của MODIS

Non-linear Contrast Scaling (Điều chỉnh độ tương phản phi tuyến tính): Hệ số phản xạ ở đỉnh khí quyển được điều chỉnh theo phạm vi hiển thị 8 bit ([0,255]) bằng cách điều chỉnh gamma:

$$ I_{\text{scaled}} = \text{Visualize}\left(I_{\text{sharpened}}(RGB), \text{min}=0.02, \text{max}=0.50, \gamma=1.7\right) $$

trong đó $\text{Visualize}$ là hàm ee.Image.visualize(). Sau đây, không gian màu RGB 8 bit được ngầm hiểu trừ phi có ghi chú khác.

Mặt nạ loại bỏ lỗi điều chỉnh quá mức: Ngăn chặn tình trạng thay đổi quá mức và quá nhanh về lớp phủ bề mặt:

$$ \text{Mask}_{\text{valid}} = (|I_{\text{scaled}}(R) - I_{\text{BRDF}}(R)| \le 60) \land (|I_{\text{scaled}}(G) - I_{\text{BRDF}}(G)| \le 40) $$

trong đó $I_{\text{BRDF}}$ tạo ra dữ liệu RGB 8 bit từ các thành phần Phản xạ được điều chỉnh theo BRDF của MODIS (MCD43A4).

Trích xuất trường không gian thông thấp:

$$ \Delta_{\text{spatial}} = \text{Gaussian}_{20\text{km}}\left((I_{\text{scaled}} - I_{\text{BRDF}}) \times \text{Mask}_{\text{valid}}\right) $$

Loại bỏ sương mù và điều chỉnh độ phản xạ:

$$ I_{\text{normalized}} = I_{\text{scaled}} - \Delta_{\text{spatial}} $$

Làm sắc nét không gian đất liền

Áp dụng phép tích chập cạnh Laplacian cho tổ hợp $I_{\text{scaled}}$và $I_{\text{normalized}}$ chỉ trên bề mặt đất liền.

$$ I_{\text{sharp}} = \text{Sharpen}(I_{\text{normalized}}, I_{\text{scaled}}) $$

Kết hợp trung vị theo thời gian

Đối với mỗi năm dương lịch $Y$, tập hợp hình ảnh được che mây và chuẩn hoá sẽ được giảm thành một thành phần nhiều dải tần duy nhất bằng cách sử dụng trình giảm trung vị có độ chính xác 16 bit:

$$ I_{\text{annual}}(Y) = \operatorname{median}_{t \in Y}\left(I_{\text{sharp}}(t)\right) $$

$$ \text{Cloud}_{\text{annual}}(Y) = \operatorname{median}_{t \in Y}\left(\text{Cloud}(t)\right) $$

Hình ảnh thu được thể hiện một bức ảnh ghép thường niên được che phủ trung gian, có các dải red, green, blue và cloud với các mặt nạ pixel hợp lệ không được nội suy. Xin lưu ý rằng thời gian ($t$) là một tham số của hàm hình ảnh.

Xử lý hậu kỳ: Tài sản được lấp đầy khoảng trống và che mặt nạ nước trên toàn cầu

Để tạo ra bản đồ cơ sở liền mạch và hoàn chỉnh trên toàn cầu được sử dụng trong trình xem Earth Timelapse tương tác và ảnh ghép hằng năm được phân phối công khai, các thành phần hằng năm được che phủ trung gian sẽ được xử lý hậu kỳ.

Lấp đầy khoảng trống bằng hồi quy tuyến tính theo thời gian (Ảnh ghép trước năm 1999)

Trước khi Landsat 7 ra mắt vào năm 1999, việc thu thập dữ liệu vệ tinh trên toàn cầu bị hạn chế do cơ sở hạ tầng đường xuống cũ, những hạn chế của máy ghi âm trên máy bay và tình trạng mây che phủ liên tục. Do đó, các bức ảnh ghép hằng năm trước năm 1999 có nhiều khoảng trống đáng kể về không gian, đặc biệt là ở Trung Phi, Đông Nam Á, Siberia và Amazon.

Để loại bỏ các khoảng trống màu xám gây mất tập trung trong khi vẫn giữ nguyên các chuyển đổi tạm thời, quy trình này sẽ triển khai một phương pháp nội suy hồi quy tuyến tính tạm thời theo từng pixel:

Tìm kiếm theo mốc thời gian

Đối với mỗi năm mục tiêu Y, thuật toán sẽ tìm kiếm trong bộ sưu tập nhiều thập kỷ để tìm ra điểm ảnh quan sát hợp lệ, gần đây nhất và không bị che khuất trước ($t_{\text{before}} \le Y$) và sau ($t_{\text{after}} \ge Y$).

Đường hồi quy tuyến tính

Mô hình hồi quy bình phương tối thiểu thông thường được đánh giá theo từng pixel trên các quan sát tạm thời giới hạn với các biến độc lập [1, t] và các biến phụ thuộc [Red, Green, Blue]:

$$ I_{\text{sharp}}(RGB, t) = \mathbf{m} \cdot t + \mathbf{b} $$

Đánh giá giá trị được mô phỏng

Quỹ đạo tuyến tính được đánh giá tại năm mục tiêu Y:

$$ I_{\text{interp}}(RGB, Y) = \mathbf{m} \cdot Y + \mathbf{b} $$

Lớp quan sát

Các pixel hằng năm từ năm Y được ghép với các pixel được nội suy:

$$ I_{\text{gapfilled}} = \operatorname{Mosaic}\left(I_{\text{interp}}, I_{\text{annual}}\right) $$

Điều này đảm bảo rằng bất cứ nơi nào có dữ liệu quan sát thực tế của vệ tinh cho năm đó, dữ liệu sẽ được giữ lại, trong khi các khoảng trống dữ liệu trong quá khứ sẽ được nội suy theo thời gian.

Vùng đất băng tích ở vĩ độ cao

Độ nghiêng quỹ đạo của Landsat hạn chế việc quan sát gần các chỏm cực (trên 82,6°B). Đối với các khu vực nội địa của Bắc Greenland và các thềm băng Bắc Cực không có phạm vi phủ sóng quang học, một đường cơ sở nhiều năm được chuẩn hoá và hiệu chỉnh sẽ được kết hợp để duy trì các bản đồ cơ sở vùng cực liền mạch và rõ ràng.

Đo độ sâu và che phủ nước của đại dương toàn cầu

Trong các ảnh ghép mặt nạ trung gian hằng năm, bề mặt đại dương có ánh nắng mặt trời, bóng mây và các hiện tượng sóng tạm thời. Tài sản cuối cùng thay thế vùng nước biển khơi bằng một bản đồ cơ sở đo sâu có bóng đổ trên toàn cầu:

Đổ bóng trắc địa: Độ cao địa hình từ mô hình ETOPO1 của NOAA được tạo kiểu bằng cách sử dụng thang màu độ sâu của đại dương:
- Đồng bằng sâu thẳm (-5.000 m): Xanh nước biển đậm (#000927)
- Sườn lục địa (-1000 m): Màu lam xám đen (#000E3A)
- Thềm lục địa (-100 m): Xanh dương đậm (#000E3B)
- Đường bờ biển (0 m): Royal Cobalt (#001146)
Đổ bóng địa hình và tăng cường bằng bộ lọc Gaussian thông cao: Kết hợp với đổ bóng địa hình phân tích (ee.Terrain.hillshade) và mặt nạ làm sắc nét Gaussian 5.000 m để làm nổi bật các rãnh đại dương, sống núi giữa đại dương và núi ngầm.
Điều chỉnh ranh giới đất liền/mặt nước:
- Kết hợp Hansen Global Forest Change datamask (phân biệt đất liền với đại dương) với mặt nạ nước MODIS (MOD44W).
- Vẽ các hồ nước trong đất liền và biển kín (ví dụ: Biển Caspi, Ngũ Đại Hồ, Hồ Baikal, Biển Aral) để bảo tồn động lực học màu nước tự nhiên.
- Áp dụng quy trình giảm hạt nhân hình tròn theo hình thái học gồm 3 giai đoạn và hiệu ứng làm mờ Gaussian 3000 m để làm giảm dần ranh giới giữa vùng nước ven biển nông và phép đo độ sâu dưới đáy biển ngoài khơi mà không bị cắt cứng.

Cân bằng màu sắc tổng thể và tăng cường độ tương phản cục bộ (LCE)

Tăng giá trị HSV và cân bằng gamma: Gamma kênh ($\gamma_R = 0.98, \gamma_G = 1.00, \gamma_B = 1.04$), sau đó tăng 10% giá trị kênh trong không gian màu HSV.
Chỉnh sửa điểm trắng của băng ở vùng cực: Gắn cờ các bề mặt có độ phản xạ cao ở vùng cực (Greenland, Nam Cực, các tảng băng trên núi) và cân bằng các bề mặt đó thành màu trắng trung tính thuần tuý ([255, 255, 255]).
LCE đa tỷ lệ: Tăng độ tương phản và độ sắc nét của địa hình cho các loại đối tượng khác nhau bằng cách kết hợp phép tích chập Laplacian, lọc trung bình và mặt nạ làm sắc nét Gaussian.

Tính năng	Ảnh khảm hằng năm được che một phần	Global Final Annual Mosaics (Tài sản công khai của Earth Engine)
Phạm vi cung cấp tài sản công khai	Giai đoạn của quy trình nội bộ (không phân phối công khai)	Được phân phối công khai (`projects/ee-earth-timelapse/assets/annual`)
Trường hợp sử dụng chính	Kiểm tra và đảm bảo chất lượng cũng như kết hợp dữ liệu đo bức xạ ở mức trung bình	Bản đồ cơ sở trực quan, xuất video, khám phá chế độ tua nhanh thời gian trên toàn cầu
Mức độ hoàn chỉnh về không gian	Mặt đất (có khoảng trống dữ liệu)	Mức độ hoàn chỉnh 100% trên toàn cầu
Xử lý Pixel bị thiếu	Đã che (Trong suốt, không có dữ liệu)	Nội suy hồi quy tuyến tính
Pre-1999 Tropical Voids	Được giữ nguyên dưới dạng khoảng trống không có dữ liệu	Nội suy mượt mà theo thời gian
Biểu diễn nước biển	Nước bị che hoặc không được chuẩn hoá	Đường đẳng sâu ETOPO1 của NOAA có kiểu dáng
Các dải quang phổ được đưa vào	đỏ, xanh lục, xanh dương, đám mây (QA)	đỏ, xanh lục, xanh dương
Độ sâu bit	Số nguyên 8 bit không dấu (0–255)	Số nguyên 8 bit không dấu (0–255)
Độ phân giải của Pixel: 1984 – 2014	30 mét mỗi điểm ảnh (EPSG:3857)	30 mét mỗi điểm ảnh (EPSG:3857)
Pixel Resolution: 2015 – Nay	19,11 mét trên mỗi pixel (EPSG:3857)	19,11 mét trên mỗi pixel (EPSG:3857)

Bảng 2. Thông tin so sánh chi tiết về kỹ thuật giữa giai đoạn Masked Annual Mosaics (Ảnh ghép hằng năm được che phủ) trung gian và bộ sưu tập Global Final Earth Timelapse (Tua nhanh Trái Đất toàn cầu) được phân phối công khai (projects/ee-earth-timelapse/assets/annual).

Giới hạn và các yếu tố cần cân nhắc khi phân tích

Hai giai đoạn độ phân giải (30 m so với 19,11 m): Người dùng thực hiện phân tích chuỗi thời gian nhiều thập kỷ phải tính đến quá trình chuyển đổi độ phân giải vào năm 2015. Hình ảnh tổng hợp từ năm 1984 đến năm 2014 được chia lưới ở mức 30 mét mỗi pixel, trong khi hình ảnh từ năm 2015 trở đi được chia lưới ở mức 19,11 mét mỗi pixel do việc tích hợp dữ liệu MSI của Sentinel-2.
Pixel được nội suy (trước năm 1999): Trong bộ sưu tập Global Final, các pixel bị thiếu trong ảnh ghép trước năm 1999 được nội suy tạm thời. Ở những khu vực đang trải qua quá trình chuyển đổi đột ngột về việc sử dụng đất (ví dụ: nạn phá rừng nhanh chóng hoặc việc xây dựng hồ chứa) trong khoảng thời gian nhiều năm, các pixel được nội suy sẽ mô tả quá trình chuyển đổi tuyến tính dần dần thay vì một sự kiện rời rạc đột ngột.
Giá trị đo bức xạ đã được điều chỉnh: Chuẩn hoá bức xạ giúp tối ưu hoá tính nhất quán về hình ảnh giữa các cảnh so với mục tiêu BRDF của MODIS. Mặc dù các mẫu không gian tương đối được giữ nguyên, nhưng độ trung thực về bức xạ trong các dải quang phổ màu đỏ, xanh lục và xanh dương thì không.
Kết hợp theo hiện tượng học: Các khu vực phía bắc ở vĩ độ cao (>60°B) thể hiện điều kiện giữa mùa hè (DOY 150–270), trong khi các vùng ôn đới và nhiệt đới thể hiện giá trị trung bình tổng hợp hằng năm.

Phân bổ

Tập dữ liệu này được cấp phép theo giấy phép Ghi công theo Creative Commons 4.0 Quốc tế và yêu cầu phải có thông tin ghi công sau:

Google Earth Timelapse (Google, Landsat, Copernicus)

Chứa dữ liệu đã được sửa đổi của Copernicus Sentinel [từ năm 2015 đến nay]. Hãy xem Thông báo pháp lý về dữ liệu Sentinel.

About Earth Timelapse Sử dụng bộ sưu tập để sắp xếp ngăn nắp các trang Lưu và phân loại nội dung dựa trên lựa chọn ưu tiên của bạn.