Pengantar Data Perubahan Hutan Global Hansen et al.

Set data Hansen et al. (2013) Global Forest Change di Earth Engine merepresentasikan perubahan hutan, pada resolusi 30 meter, secara global, antara tahun 2000 dan 2014. Mari kita mulai dengan menambahkan data Hansen et al. ke peta. Impor data perubahan hutan global (pelajari lebih lanjut cara menelusuri dan mengimpor set data) dengan menelusuri "Hansen forest" dan memberi nama impor gfc2014, atau salin kode berikut ke Editor Kode:

Code Editor (JavaScript)

var gfc2014 = ee.Image('UMD/hansen/global_forest_change_2015');
Map.addLayer(gfc2014);

Klik tombol Run di bagian atas Editor Kode dan Anda akan melihat sesuatu seperti Gambar 1.

Gambar 1. Visualisasi default data perubahan hutan Hansen et al. (2013).

Jangan khawatir, Anda akan segera membuatnya terlihat lebih baik. (Pelajari lebih lanjut visualisasi gambar default di Earth Engine). Di akhir bagian ini, Anda akan memiliki gambar yang terlihat seperti Gambar 2, dengan warna hijau menunjukkan tempat studi mendeteksi hutan pada tahun 2000, merah adalah estimasi hilangnya hutan selama periode studi, biru adalah perolehan hutan selama periode tersebut, magenta adalah area yang mengalami kehilangan dan perolehan hutan, dan area non-hutan ditutupi.

Gambar 2. Visualisasi kustom data perubahan hutan Hansen et al. (2013).

Ingatlah bahwa saat gambar multi-band ditambahkan ke peta, tiga band pertama gambar dipilih sebagai merah, hijau, dan biru, masing-masing, dan diregangkan sesuai dengan jenis data setiap band. Alasan gambar terlihat merah adalah karena tiga band pertama adalah treecover2000, loss, dan gain. Rentang treecover2000 dinyatakan sebagai persentase dan memiliki nilai yang jauh lebih tinggi daripada loss (hijau) dan gain (biru) yang bersifat biner ({0, 1}). Oleh karena itu, gambar ditampilkan dengan warna merah yang sangat dominan.

Band dalam data Global Forest Change adalah:

Nama Band	Deskripsi	Rentang
treecover2000	Persentase tutupan pohon dalam piksel.	0 - 100
kalah	1 jika pernah terjadi kehilangan selama periode studi.	0 atau 1
bertambah	1 jika pernah terjadi kenaikan selama periode studi.	0 atau 1
lossyear	Kehilangan tahun terjadi, berindeks satu dari tahun 2001, atau nol jika tidak ada kehilangan.	0 - 12
first_b30	Band merah Landsat 7 dibuat dari piksel valid pertama pada tahun 2000 (atau lebih lama jika tidak ada piksel valid pada tahun 2000).	0 - 255
first_b40	Band inframerah dekat Landsat 7 yang dibuat dari piksel valid pertama pada tahun 2000.	0 - 255
first_b50	Band inframerah gelombang pendek Landsat 7 pertama yang dibuat dari piksel valid pertama pada tahun 2000.	0 - 255
first_b70	Band inframerah gelombang pendek Landsat 7 kedua dibangun dari piksel valid pertama pada tahun 2000.	0 - 255
last_b30	Band merah Landsat 7 yang dibuat dari piksel valid terbaru pada tahun 2012.	0 - 255
last_b40	Band inframerah dekat Landsat 7 yang dibuat dari piksel valid terbaru pada tahun 2012.	0 - 255
last_b50	Band inframerah gelombang pendek Landsat 7 pertama yang dibuat dari piksel valid terbaru tahun 2012.	0 - 255
last_b70	Band inframerah gelombang pendek Landsat 7 kedua yang dibangun dari piksel valid terbaru tahun 2012.	0 - 255
datamask	Tidak ada data (0), permukaan tanah yang dipetakan (1), dan badan air permanen (2).	0, 1, 2

Untuk menampilkan tutupan hutan pada tahun 2000 sebagai gambar skala abu-abu, Anda dapat menggunakan band treecover2000, yang ditentukan dalam argumen kedua ke Map.addLayer():

Code Editor (JavaScript)

Map.addLayer(gfc2014, {bands: ['treecover2000']}, 'treecover2000');

Hal ini akan menghasilkan gambar yang akan terlihat seperti Gambar 3.

Gambar 3. Gambar hitam putih tutupan pohon tahun 2000 di AS.

Berikut adalah gambar yang menggunakan 3 band, yaitu band 5, 4, dan 3 Landsat untuk tahun 2015. Kombinasi band ini menampilkan vegetasi yang sehat sebagai hijau dan tanah sebagai ungu muda::

Code Editor (JavaScript)

Map.addLayer(
    gfc2014, {bands: ['last_b50', 'last_b40', 'last_b30']}, 'false color');

Hasilnya akan terlihat seperti Gambar 4.

Gambar 4. Komposit warna palsu Landsat 7 tahun 2015 di Amerika Serikat.

Salah satu visualisasi yang bagus dari set data Global Forest Change menunjukkan luas hutan pada tahun 2000 sebagai hijau, hilangnya hutan sebagai merah, dan perolehan hutan sebagai biru. Secara khusus, jadikan loss sebagai band pertama (merah), treecover2000 sebagai band kedua (hijau), dan gain sebagai band ketiga (biru):

Code Editor (JavaScript)

Map.addLayer(gfc2014, {bands: ['loss', 'treecover2000', 'gain']}, 'green');

Nilai rentang kerugian dan keuntungan bersifat biner, sehingga hampir tidak terlihat pada gambar, yang akan terlihat seperti Gambar 5.

Gambar 5. Cakupan pohon tahun 2000 di AS (hijau).

Kita ingin kehilangan hutan ditampilkan sebagai warna merah cerah dan pertambahan hutan ditampilkan sebagai warna biru cerah. Untuk memperbaikinya, kita dapat menggunakan parameter visualisasi max untuk menetapkan rentang peregangan data gambar. Perhatikan bahwa parameter visualisasi max mengambil daftar nilai, yang sesuai dengan nilai maksimum untuk setiap rentang:

Code Editor (JavaScript)

Map.addLayer(gfc2014, {
  bands: ['loss', 'treecover2000', 'gain'],
  max: [1, 255, 1]
}, 'forest cover, loss, gain');

Hasilnya akan terlihat seperti Gambar 6.

Gambar 6. Hilangnya hutan AS (merah), tutupan hutan tahun 2000 (hijau), dan penambahan hutan (biru).

Hal ini menghasilkan gambar yang berwarna hijau di area hutan, merah di area yang mengalami kehilangan hutan, biru di area yang mengalami peningkatan hutan, dan magenta di area yang mengalami peningkatan dan kehilangan hutan. Namun, pemeriksaan lebih lanjut mengungkapkan bahwa hasilnya tidak cukup tepat. Daripada kerugian ditandai sebagai merah, kerugian ditandai sebagai oranye. Hal ini karena piksel merah cerah bercampur dengan piksel hijau di bawahnya, sehingga menghasilkan piksel oranye. Demikian pula, piksel yang menunjukkan hutan, kehilangan, dan perolehan berwarna merah muda - kombinasi hijau, merah cerah, dan biru cerah. Lihat Gambar 7 untuk melihat ilustrasinya.

Gambar 7. Hilangnya hutan di Barat Laut Pasifik AS (merah), cakupan tahun 2000 (hijau), dan penambahan (biru).

Untuk mendapatkan gambar yang dijanjikan di awal tutorial, Anda dapat membuat gambar terpisah untuk hutan, kerugian, keuntungan, dan untuk kerugian dan keuntungan. Tambahkan setiap gambar ini ke peta dalam urutan yang paling sesuai untuk ditampilkan.

Palet

Untuk menampilkan setiap gambar sebagai warna yang berbeda, Anda dapat menggunakan parameter palette dari Map.addLayer() untuk gambar band tunggal. Palet memungkinkan Anda menetapkan skema warna yang digunakan untuk menampilkan gambar (pelajari lebih lanjut palet). Ingat dari tutorial Earth Engine API bahwa warna dalam palet direntangkan secara linear ke min dan max.

Misalnya, untuk menggunakan palet hijau guna menampilkan gambar luas hutan, Anda dapat menggunakan:

Code Editor (JavaScript)

Map.addLayer(gfc2014, {
  bands: ['treecover2000'],
  palette: ['000000', '00FF00']
}, 'forest cover palette');

Hasilnya akan terlihat seperti Gambar 8.

Gambar 8. Cakupan hutan tahun 2000 di Amerika Utara.

Memperbesar gambar akan memberikan gambaran yang lebih baik tentang resolusi gambar. Gambar 9 menunjukkan area di sekitar Mariscal Estigarribia di Paraguay.

Gambar 9. Tutupan pohon tahun 2000 di sekitar Mariscal Estigarribia di Paraguay.

Gambar yang ditampilkan dalam Gambar 3 agak gelap. Masalahnya adalah band treecover2000 memiliki jenis data byte ([0, 255]), padahal nilainya adalah persentase ([0, 100]). Untuk mencerahkan gambar, Anda dapat menyetel parameter min dan/atau max dengan tepat. Palet kemudian direntangkan di antara ekstremum tersebut.

Code Editor (JavaScript)

Map.addLayer(gfc2014, {
  bands: ['treecover2000'],
  palette: ['000000', '00FF00'],
  max: 100
}, 'forest cover percent');

Hasilnya akan terlihat seperti Gambar 9. Perhatikan bahwa dalam contoh ini, hanya max yang ditetapkan. min adalah nol secara default.

Gambar 9. Cakupan hutan tahun 2000 di sekitar Mariscal Estigarribia di Paraguay, diregangkan menjadi [0, 100].

Penyamaran

Semua gambar yang ditampilkan sejauh ini memiliki area hitam besar yang menunjukkan bahwa datanya nol. Misalnya, tidak ada pohon di lautan. Untuk membuat area ini transparan, Anda dapat menutupi nilainya. Setiap piksel di Earth Engine memiliki nilai dan mask. Gambar dirender dengan transparansi yang ditetapkan oleh mask, dengan nol berarti sepenuhnya transparan dan satu berarti sepenuhnya buram.

Anda dapat menutupi gambar dengan gambar itu sendiri. Misalnya, jika Anda menutupi band treecover2000 dengan band itu sendiri, semua area yang memiliki cakupan hutan nol akan transparan:

Code Editor (JavaScript)

Map.addLayer(gfc2014.mask(gfc2014), {
  bands: ['treecover2000'],
  palette: ['000000', '00FF00'],
  max: 100
}, 'forest cover masked');

Hasilnya akan terlihat seperti Gambar 10.

Gambar 10. Cakupan pohon tahun 2000, direntangkan dan ditutupi.

Contoh

Hampir tidak mungkin membuat visualisasi data Hansen seperti yang ada di awal tutorial. Dalam contoh ini, kita menyatukan semuanya dengan satu perbedaan kecil. Daripada menentukan parameter bands dalam panggilan Map.addLayer, kita membuat image baru menggunakan select():

Code Editor (JavaScript)

var treeCover = gfc2014.select(['treecover2000']);
var lossImage = gfc2014.select(['loss']);
var gainImage = gfc2014.select(['gain']);

// Add the tree cover layer in green.
Map.addLayer(treeCover.updateMask(treeCover),
    {palette: ['000000', '00FF00'], max: 100}, 'Forest Cover');

// Add the loss layer in red.
Map.addLayer(lossImage.updateMask(lossImage),
            {palette: ['FF0000']}, 'Loss');

// Add the gain layer in blue.
Map.addLayer(gainImage.updateMask(gainImage),
            {palette: ['0000FF']}, 'Gain');

Hasilnya akan terlihat seperti Gambar 11.

Gambar 11. Kehilangan hutan (merah), tutupan tahun 2000 (hijau), dan penambahan (biru).

Perhatikan bahwa ada tiga panggilan addLayer(). Setiap panggilan addLayer() menambahkan lapisan ke peta. Mengarahkan kursor ke tombol Lapisan di kanan atas peta akan menampilkan lapisan ini. Setiap lapisan dapat dinonaktifkan atau diaktifkan menggunakan kotak centang di sampingnya, dan opasitas lapisan dapat dipengaruhi oleh penggeser di samping nama lapisan.

Kita hampir bisa membuat gambar yang ditampilkan di awal tutorial. Namun, lapisan yang menampilkan piksel dengan kehilangan dan perolehan tidak ada. Bagian ini tidak ada karena kita perlu mengetahui cara melakukan beberapa perhitungan pada band gambar sebelum dapat menghitung piksel mana yang menunjukkan kehilangan dan perolehan. Ini adalah topik bagian berikutnya.