通过使用附加光栅(数字高程模型)对 RasterBrick 中的值进行重新分类

Reclassify values in a RasterBrick by the use of an additional Raster (Digital elevation model)

我有一个 RasterBrick,其中包含值 1、2 和 3 的每日积雪数据(1= 雪,2= 无雪,3= 云遮挡)。

一天的积雪示例:

> snowcover
class       : Large RasterBrick 
dimensions  : 26, 26, 2938  (nrow, ncol, nlayers)
resolution  : 231, 232  (x, y)
extent      : 718990, 724996, 5154964, 5160996  (xmin, xmax, ymin, ymax)
crs         : +proj=utm +zone=32 +datum=WGS84 +units=m +no_defs +ellps=WGS84       
              +towgs84=0,0,0  

现在我希望对被云遮挡的像素进行插值(但仅限于单个 RasterLayer 中云覆盖率低于 90% 的情况,否则应为该图层保留原始值)。

对于空间插值我想使用数字高程模型(相同的研究区域并且已经具有相同的分辨率)来提取[= RasterBrick 的每一层 分别 下雪线边界 。上面的雪线代表海拔 所有无云像素都被归类为雪。较低的雪线标识 所有无云像素也无雪的高度。

> dem
class       : RasterLayer 
resolution  : 231, 232  (x, y)
extent      : 718990.2, 724996.2, 5154964, 5160996 (xmin, xmax, ymin, ymax)
crs         : +proj=utm +zone=32 +datum=WGS84 +units=m +no_defs +ellps=WGS84       
              +towgs84=0,0,0 
values      : 1503, 2135  (min, max)

对于上层雪线,我需要积雪像素的最小高程(值= 1)。现在,RasterBrick 的 RasterLayer 中高于此最小高度的所有值为 3 的像素都应重新分类为值 1(假设被雪覆盖)。

另一方面,对于较低的雪线,我需要确定无雪像素的最大海拔(值= 2)。现在,RasterBrick 的 RasterLayer 中高于此最大高度的所有值为 3 的像素都应重新分类为值 2(假定无雪)。

这可以使用 R 吗?

我尝试使用叠加功能,但卡住了。

# For the upper snowline:
overlay <- overlay(snowcover, dem, fun=function(x,y){ x[y>=minValue(y[x == 1])] <- 1; x})

这是一些示例数据

library(raster)
dem <- raster(ncol=8, nrow=7, xmn=720145, xmx=721993, ymn=5158211, ymx=5159835, crs='+proj=utm +zone=32 +datum=WGS84')
values(dem) <- ncell(dem):1
snow <- setValues(dem, c(1, 1, rep(1:3, each=18)))
snow[,c(2,5)] <- NA
snow[3] <- 3


plot(snow)
lines(as(dem, 'SpatialPolygons'))
text(dem)

该图显示雪 类(1、2、3),海拔值在顶部。

我们可以使用掩码,但需要处理缺失值。

msnow <- reclassify(snow, cbind(NA, 0))
# mask to get only the snow elevations
x <- mask(dem, msnow, maskvalue=1, inverse=TRUE)

# minimum elevation of the snow-covered cells
minsnow <- minValue(x)
minsnow 
#[1] 37

# snow elevation = 1
snowy <- reclassify(dem, rbind(c(-Inf, minsnow, NA), c(minsnow, Inf, 1)))
newsnow <- cover(snow, snowy)

s <- stack(dem, snow, newsnow)
names(s) <- c("elevation", "old_snow", "new_snow")

你非常接近,你可以做到

 r <- overlay(dem, snow, fun=function(e, s){ s[e >= minsnow] <- 1; s})

但请注意,这也会覆盖没有雪的高单元格。

可以这样解决:

r <- overlay(dem, snow, fun=function(e, s){ s[e >= minsnow & is.na(s)] <- 1; s})

到 select 层超过 x% 单元格值为 3(这里我使用 34% 的阈值):

threshold = .34
s <- stack(snow, snow+1, snow+2)
f <- freq(snow)
f 
#     value count
#[1,]     1    14
#[2,]     2    13
#[3,]     3    15
#[4,]    NA    14

nas <- f[is.na(f[,1]), 2]

ss <- subs(s, data.frame(from=3, to=1, subsWithNA=TRUE))
cs <- cellStats(ss, sum)
csf <- cs / (ncell(snow) - nas)
csf
#  layer.1   layer.2   layer.3 
#0.3571429 0.3095238 0.3333333 

i <- which(csf < threshold)
use <- s[[i]]
#use
class       : RasterStack 
dimensions  : 7, 8, 56, 2  (nrow, ncol, ncell, nlayers)
resolution  : 231, 232  (x, y)
extent      : 720145, 721993, 5158211, 5159835  (xmin, xmax, ymin, ymax)
coord. ref. : +proj=utm +zone=32 +datum=WGS84 +ellps=WGS84 +towgs84=0,0,0 
names       : layer.2, layer.3 
min values  :       2,       3 
max values  :       4,       5