前言

在迎來中國共產(chǎn)黨成立一百周年的重要時刻，我國脫貧攻堅戰(zhàn)取得全面勝利?，F(xiàn)行標準下9899萬農(nóng)村貧困人口全部脫貧，832個貧困縣全部摘帽，12.8萬個貧困村全部出列，區(qū)域性整體貧困得到解決，完成了消除絕對貧困的艱巨任務(wù)，脫貧攻堅的壯舉成為載入史冊的又一奇跡。提起脫貧攻堅，更多人想到的可能會是前段時間熱播的電視?。骸渡胶Ｇ椤罚S著劇集的播出，西海固走進了大眾的視野之中，讓我們了解了那片“苦瘠甲天下”的土地，看到了那里惡劣的環(huán)境、貧苦的生活，當然也看到了扶貧干部帶領(lǐng)百姓脫貧致富、改善環(huán)境的不懈努力。

青海地處青藏高原東北部，平均海拔4058米，集黃土高原和青藏高原典型地質(zhì)地貌為一體，境內(nèi)高山林立、峽谷縱橫，改變生存條件、改善群眾生活的任務(wù)十分繁重，部分地區(qū)“一方水土養(yǎng)不好一方人”的問題突出。受自然條件、區(qū)域環(huán)境的影響，那些祖祖輩輩居住在青海干旱山區(qū)、高原牧區(qū)的群眾靠天吃飯，收入微薄，生活困難，但他們從來都沒有停下追求富裕、幸福生活的腳步。

太陽能光伏等新能源產(chǎn)業(yè)可以改變化石燃料為主的能源格局，緩解能源緊缺，推進節(jié)能減排，對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重要的意義。青海省是中國太陽能最為豐富的地區(qū)之一，日照時間長，且有著廣闊的荒漠地區(qū)，可利用土地面積廣，地勢平坦，為開發(fā)利用太陽能提供了有利的土地條件。

海南藏族自治區(qū)州共和縣盆地區(qū)域的塔拉灘以戈壁沙丘為主，是黃河上游和三江源地區(qū)風沙危最嚴重的地帶之一，每年從這里進入龍羊峽庫區(qū)的流沙達3131萬m3。2011年至今，塔拉灘地區(qū)大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，并建成數(shù)十個光伏企業(yè)集聚的光伏產(chǎn)業(yè)園，占地面積達到609km2，接近一個新加坡的大小，發(fā)電能力達到3350兆瓦，隨著光伏電站與龍羊峽水電站的并網(wǎng)發(fā)電，該地成為了全球最大的水光互補能源基地。光伏產(chǎn)業(yè)為當?shù)厝嗣袢罕娞峁┝舜罅康木蜆I(yè)崗位，直接帶動當?shù)亟?jīng)濟條件的穩(wěn)步增長。

光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展改變了地面熱力平衡和地表覆蓋狀況，促進了塔拉灘地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善，隨著植被的不斷恢復，沙丘的移動距離和移動速度呈現(xiàn)出明顯減緩態(tài)勢。但植被恢復對于光伏發(fā)電的效率和園區(qū)的災害風險產(chǎn)生了不利影響，為此園區(qū)內(nèi)引入牧羊業(yè)，這一舉措使得園區(qū)內(nèi)的生態(tài)形成了良性的循環(huán)。

01 PIE-Engine平臺介紹

航天宏圖致力于加速我國遙感技術(shù)的發(fā)展進程，依托行業(yè)多年技術(shù)積累，獨立自主研發(fā)了安全可控的開放式遙感云計算平臺：PIE-Engine（Pixel Information Expert Engine，像素專家引擎），實現(xiàn)了遙感數(shù)據(jù)按需獲取、運算以及專題信息聚焦服務(wù)，以滿足對地觀測數(shù)據(jù)獲取能力飛速增長帶來的信息高效化處理和服務(wù)需求。目前平臺數(shù)據(jù)總量已達3PB，存儲了國內(nèi)與國外超過80種遙感數(shù)據(jù)集，超過630萬景影像數(shù)據(jù)，涵蓋了光學、微波、高光譜、高程、人口、氣象、夜光等多種數(shù)據(jù)集，國內(nèi)數(shù)據(jù)包括高分、風云、海洋等系列，國外數(shù)據(jù)包括Landsat、MODIS、Sentinel以及Himawari等。

02 利用PIE-Engine看光伏板助力脫貧成效

塔拉灘位于共和縣東南部地區(qū)，影像中規(guī)則排列的“方塊”就是我們今天的主角——光伏板。

衛(wèi)星捕捉到的夜光常常來自于燈光、火光等人類活動產(chǎn)生的光源，往往被用來反映一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展狀況，一般情況下亮度越大人口越稠密、經(jīng)濟條件也相對較好。利用PIE-Engine平臺提供的夜光遙感數(shù)據(jù)，我們從宏觀的視角來了解當?shù)氐陌l(fā)展情況。可以看出，光伏產(chǎn)業(yè)為當?shù)靥峁┠茉矗谝欢ǔ潭壬咸岣吡水數(shù)氐囊构鈴姸?。該區(qū)域的夜光亮度呈現(xiàn)出逐年增加的狀態(tài)，這也從側(cè)面反映了當?shù)氐娜丝?、?jīng)濟等條件正在逐年增長。

通過PIE-Engine提供的WorldPop人口數(shù)據(jù)集，生成2013-2020年共和縣人口變化曲線。從圖中我們可以看出，該地區(qū)的人口數(shù)量正在逐年增長，這印證了我們前文根據(jù)當?shù)責艄庾兓岢龅慕Y(jié)論。

利用PIE-Engine平臺提供的Landsat 8 TOA數(shù)據(jù)集，來看光伏產(chǎn)業(yè)園的發(fā)展歷程。可以看出，當?shù)毓夥a(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度飛快，自塔拉灘東北部地區(qū)開始搭建光伏板，2020年已經(jīng)發(fā)展至塔拉灘的西南部地區(qū)。另外，我們可以直觀地從遙感影像中看出，隨著光伏板的搭建，該區(qū)域抵抗風沙侵蝕的能力在逐漸提高。光伏板能夠阻擋氣流的運動，減輕風沙侵蝕，遮擋光照造成的水分蒸發(fā)，提髙土壤的濕度，促進植被恢復。但由于當?shù)刂脖簧L條件的影響，沙地植被的葉綠素含量并不高，所以在影像中的表現(xiàn)為淺黑色。

所以，我們可以利用PIE-Engine計算時間序列遙感影像的植被指數(shù)NDVI，從生態(tài)環(huán)境的角度來看光伏板對當?shù)刂脖簧L狀況的影響。

通過生成植被指數(shù)NDVI年度均值曲線可以看出，盡管NDVI的水平不高，總體在0.2左右，但卻呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，直接反映了當?shù)貐^(qū)域生態(tài)環(huán)境的恢復。

03 示例代碼

3.1

夜光

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1./**?

2. * @File? ? :? ?基于PIE-Engine獲取共和縣夜光年度變化數(shù)據(jù)?

3. * @Time? ? :? ?2021/3/1?

4. * @Author? :? ?Yangyang Liu & ShiWei Li?

5. * @Version :? ?1.0?

6. * @Contact :? ?400-890-0662?

7. * @License :? ?航天宏圖研究院云服務(wù)產(chǎn)品研發(fā)部?

8. * @Desc? ? :? ?脫貧攻堅案例分享?

9. */??

10.??

11.//加載青海省共和縣矢量數(shù)據(jù)??

12.var ghx = pie.FeatureCollection("NGCC/CHINA_COUNTY_BOUNDARY")??

13.? ? ? ? ? ? .filter(pie.Filter.eq("name", "共和縣"))??

14.? ? ? ? ? ? .first()??

15.? ? ? ? ? ? .geometry();??

16.Map.centerObject(ghx, 8.2);??

17.Map.addLayer(ghx, {color: "0000FF", fillColor: "00000000", width: 1}, "感興趣區(qū)", false);??

18.??

19.//設(shè)置夜光數(shù)據(jù)預覽參數(shù)??

20.var visParams = {min: 0, max: 60000,??

21.? ? palette:['000000','4c3300','664401','7f5501','996601','b27702',??

22.? ? 'cc8802','e59902','ffad02','ffaf02','ffb102','ffb302','ffb502',??

23.? ? 'ffb702','ffb902','ffbb02','ffbd02','ffc002','ffc202','ffc402',??

24.? ? 'ffc602','ffc801','ffca01','ffcc01'

?'ffc602','ffc801','ffca01','ffcc01','ffce01','ffd001','ffd201',??

25.? ? 'ffd501','ffd701','ffd901','ffdb01','ffdd01','ffdf01','ffe101',??

26.? ? 'ffe300','ffe500','ffe700','ffea00','ffec00','ffee00','fff000',??

27.? ? 'fff200','fff400','fff600','fff800','fffa00','fffc00','ffff00']};??

28.??

29.//循環(huán)獲取每年夜光數(shù)據(jù)??

30.var xSeries = [];??

31.for(var i = 2013; i < 2021; i ++){??

32.? ? var nightLight = pie.ImageCollection('VIIRS_VCMCFG/NIGHTTIME_LIGHTS')??

33.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? .filterDate(i + "-01-01", i + "-12-31")??

34.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? .select("avg_rad")??

35.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? .mean()??

36.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? .clip(ghx);??

37.? ? Map.addLayer(nightLight, visParams, String(i), true);??

38.? ? xSeries.push(String(i));??

39.}??

40.//動畫顯示??

41.Map.playLayersAnimation(xSeries, 0.5, 100);.

3.2

人口

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1./**?

2. * @File? ? :? ?基于PIE-Engine獲取共和縣人口年變化數(shù)據(jù)?

3. * @Time? ? :? ?2021/3/1?

4. * @Author? :? ?Yangyang Liu & ShiWei Li?

5. * @Version :? ?1.0?

6. * @Contact :? ?400-890-0662?

7. * @License :? ?航天宏圖研究院云服務(wù)產(chǎn)品研發(fā)部?

8. * @Desc? ? :? ?脫貧攻堅案例分享?

9. */??

10.??

11.//加載青海省共和縣矢量數(shù)據(jù)??

12.var ghx = pie.FeatureCollection("NGCC/CHINA_COUNTY_BOUNDARY")? ?

13.? ? ? ? ? ? ?.filter(pie.Filter.eq("name", "共和縣"))??

14.? ? ? ? ? ? ?.first()??

15.? ? ? ? ? ? ?.geometry();??

16.Map.centerObject(ghx, 10.5);??

17.Map.addLayer(ghx, {color: "0000FF", fillColor: "00000000", width: 1}, "感興趣區(qū)");??

18.??

19.//循環(huán)獲取每年人口數(shù)據(jù)??

20.var xSeries = [];??

21.var populations = [];??

22.for(var i = 2013; i < 2021; i ++){??

23.? ? var img = pie.ImageCollection("WorldPop/Global_100m_UNadj")??

24.? ? ? ? ? ? ? ? ?.filterDate(i + "-01-01", i + "-12-31")??

25.? ? ? ? ? ? ? ? ?.select("population")??

26.? ? ? ? ? ? ? ? ?.mean()??

27? ? ? .clip(ghx);??

28.? ? var pop = img.reduceRegion(pie.Reducer.sum(), ghx, 100).get("population").getInfo();??

29.? ? var population = pop/10000000;??

30.? ? xSeries.push(String(i));??

31.? ? populations.push(population)??

32.}??

33.??

34.//生成人口年變化曲線??

35.var line_t = {??

36.? ? title: "共和縣人口年度變化統(tǒng)計圖",??

37.? ? ?legend: ["人口"],??

38.? ? xAxisName: "年份",??

39.? ? yAxisName: "人口數(shù)",??

40.? ? chartType: "line",??

41.? ? yMin:22,??

42.? ? yMax:25,??

43.? ? xAxis: xSeries,??

44.? ? series: [populations],??

45.? ? smooth: true??

46.};??

47.ChartArray(line_t)??

3.3

NDVI

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https://engine.piesat.cn/engine-share/shareCode.html?id=177e8d96e5a44147bd0adbe51ffddd35

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1./**?

2. * @File? ? :? ?基于PIE-Engine獲取塔拉灘光伏產(chǎn)業(yè)園及其周邊區(qū)域的NDVI?

3. * @Time? ? :? ?2021/3/1?

4. * @Author? :? ?Yangyang Liu & ShiWei Li?

5. * @Version :? ?1.0?

6. * @Contact :? ?400-890-0662?

7. * @License :? ?航天宏圖研究院云服務(wù)產(chǎn)品研發(fā)部?

8. * @Desc? ? :? ?脫貧攻堅案例分享?

9. */??

10.??

11.//加載光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)域矢量數(shù)據(jù)??

12.var ghx = pie.Geometry.Polygon([[100.22726518751324, 36.230584905681750],??

13.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [100.22726518751324, 35.939258288800005],??

14.? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[100.66191179395855, 35.939258288800005],??

15.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [100.66191179395855, 36.230584905681750],??

16.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [100.22726518751324, 36.230584905681750]], null);??

17.Map.centerObject(ghx, 10.5);??

18.Map.addLayer(ghx, {color: "0000FF", fillColor: "00000000", width: 1}, "感興趣區(qū)");??

19.??

20.//循環(huán)計算每年NDVI??

21.var xSeries = [];??

22.var ySeries = [];??

23.for(var i = 2013; i < 2021; i ++){??

24.? var l8 = pie.ImageCollection("LC08/01/T1")??

25.? ? ? ? ? ? ? ? ?.filterBounds(ghx)??

26.? ? ? ? ? ? ? ? ?.filterDate(i + "-05-01", i + "-10-01")??

27.? ? ? ? ? ? ? ? ?.filter(pie.Filter.lte("cloudCover", 20))??

28.? ? ? ? ? ? ? ? ?.select(["B2", "B3", "B4", "B5", "BQA"])??

29.? ? ? ? ? ? ? ? ?.map(function (l8) {var qa = l8.select("BQA");??

30.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? var mask = qa.bitwiseAnd(1 << 4).eq(0);??

31.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return l8.updateMask(mask);})??

32.? ? ? ? ? ? ? ? ? .mean()??

33.? ? ? ? ? ? ? ? .clip(ghx);??

34.? ? var green = l8.select("B3");??

35.? ? var red = l8.select("B4");??

36.? ? var nir = l8.select("B5");??

37.? ? var NDVI = (nir.subtract(red)).divide(nir.add(red)).rename("NDVI");??

38.? ? var NDVI_e = NDVI.updateMask(NDVI.gt(0));??

39.? ? var visParams = {min: 0, max: 1, palette: ['FFFFFF', 'CE7E45', 'DF923D', 'F1B555', 'FCD163', '99B718', '74A901',??

40.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?'66A000', '529400', '3E8601', '207401', '056201', '004C00', '023B01',??

41.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?'012E01', '011D01', '011301']};??

42.? ? ??

43.? ? Map.addLayer(NDVI_e, visParams, String(i));??

44.? ? //計算NDVI均值??

45.? ? var NDVI_mean = NDVI_e.reduceRegion(pie.Reducer.mean(), ghx, 100).get("NDVI").getInfo();??

46.? ? xSeries.push(String(i));??

47.? ? ySeries.push(NDVI_mean);??

48.}??

49.??

50.//生成NDVI年變化動畫??

51.Map.playLayersAnimation(xSeries, 0.5, 100);??

52.??

53.//生成NDVI均值年變化曲線??

54.var line_t = {??

55.? ? title: "共和縣NDVI時間序列動態(tài)變化圖",??

56.? ? legend: ["NDVI"],??

57.? ? xAxisName: "年份",??

58.? ? yAxisName: "NDVI值",??

59.? ? chartType: "line",??

60.? ? yMin: 0.1,??

61.? ? ?yMax: 0.3,??

62.? ? xAxis: xSeries,??

63.? ? series: [ySeries],??

64.? ? smooth: true??

65.};??

66.ChartArray(line_t);??

小編又來為各位安利教學視頻啦！感興趣的小伙伴快快點擊查看呀！