Google Earth Engine中绘制NDVI散点图及去异常值趋势线方法

问题背景 #

我目前使用 USGS Landsat 8 Level 2, Collection 2, Tier 1 数据集计算研究区平均NDVI，期望基于散点形式绘制NDVI变化趋势。

原有实现代码 #

// 导入数据
var imageCollection = 'USGS Landsat 8 Level 2, Collection 2, Tier 1'
var table = '研究区shapefile矢量文件'


// 定义为Landsat 8影像添加NDVI波段的函数
var addNDVI = function(image) {
  var ndvi = image.normalizedDifference(['SR_B5', 'SR_B4']).rename('NDVI');
  return image.addBands(ndvi);
};


function add_NDVI_collection(image_IC){
  var NDVI_IC = table.map(addNDVI);
  return NDVI_IC;
}


// 筛选时间范围并批量添加NDVI波段
var withNDVI = imageCollection.filterDate('2015-01', '2015-12')
    .map(addNDVI); 
    

// 生成时序图表
var chart = ui.Chart.image.series({
  imageCollection: withNDVI.select('NDVI'), 
  region: table,
  reducer: ee.Reducer.mean()
})

// 图表配置
var options = { 
  title: 'NDVI时序变化', 
  hAxis: { title: '时间' ,format: 'YYYY-MMM',gridlines:{count:12}},
  vAxis: { title: 'NDVI' },
  series: {
    0: { color: 'blue' }
  }
};

// 应用配置并输出图表
chart = chart.setOptions(options);
print(chart);

原有运行效果 #

运行上述代码默认输出连线形式的NDVI时序结果，示例如下：

待实现需求 #

需要调整代码完成两个目标：

• 将默认的连线式绘图改为NDVI散点展示
• 剔除NDVI异常值后绘制NDVI变化趋势线

调整方案 #

核心修改点 #

• 散点样式配置：在图表series配置项中设置lineWidth: 0关闭默认连线，同时配置散点大小、形状参数，实现纯散点展示。
• 异常值剔除：两层处理逻辑，一是调用Landsat 8 Collection 2数据集自带的QA_PIXEL、QA_RADSAT波段做去云、去除辐射饱和像元处理，消除云、云阴影、传感器饱和导致的NDVI偏差；二是对计算得到的NDVI做值掩膜，直接剔除超出NDVI理论取值范围[-1,1]的异常值。
• 趋势线添加：使用GEE图表内置的trendlines配置项，自动基于过滤后的有效散点生成线性拟合趋势线，支持自定义趋势线样式、显示拟合决定系数R²。
• 冗余逻辑清理：删除原有代码中无效的add_NDVI_collection函数，补充filterBounds筛选研究区范围内影像，明确设置30米计算分辨率，避免计算结果出现不必要的偏差。

调整后完整可运行代码 #

// 导入数据
var imageCollection = ee.ImageCollection("LANDSAT/LC08/C02/T1_L2");
var table = ee.FeatureCollection("研究区矢量文件");

// Landsat 8 C2 SR数据集去云掩膜函数
function maskL8sr(image) {
  var qaMask = image.select('QA_PIXEL').bitwiseAnd(parseInt('11111', 2)).eq(0);
  var saturationMask = image.select('QA_RADSAT').eq(0);
  return image.updateMask(qaMask).updateMask(saturationMask);
}

// 定义添加NDVI波段+掩膜异常值函数
var addNDVI = function(image) {
  var ndvi = image.normalizedDifference(['SR_B5', 'SR_B4']).rename('NDVI');
  // 掩膜超出[-1,1]合理范围的NDVI异常值
  ndvi = ndvi.updateMask(ndvi.gte(-1).and(ndvi.lte(1)));
  return image.addBands(ndvi).copyProperties(image, ['system:time_start']);
};

// 影像筛选、去云、添加NDVI
var withNDVI = imageCollection.filterDate('2015-01-01', '2015-12-31')
    .filterBounds(table)
    .map(maskL8sr)
    .map(addNDVI); 

// 生成时序图表
var chart = ui.Chart.image.series({
  imageCollection: withNDVI.select('NDVI'), 
  region: table, 
  reducer: ee.Reducer.mean(),
  scale: 30 // 匹配Landsat 8原生30米分辨率
})

// 图表配置
var options = { 
  title: '2015年研究区NDVI时序变化（散点+趋势线）', 
  hAxis: { title: '日期' ,format: 'YYYY-MMM',gridlines:{count:12}},
  vAxis: { title: 'NDVI值', viewWindow: {min: -0.2, max: 1} },
  series: {
    0: { 
      color: '#1f77b4',
      lineWidth: 0, // 关闭默认连线
      pointSize: 4, // 散点大小
      pointShape: 'circle' // 散点形状
    }
  },
  // 线性趋势线配置
  trendlines: {
    0: {
      color: '#d62728',
      lineWidth: 2,
      opacity: 0.8,
      showR2: true, // 显示拟合R²
      visibleInLegend: true
    }
  }
};

// 应用配置并输出图表
chart = chart.setOptions(options);
print(chart);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jui Sen