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昨天阅读了一篇质量很高的python绘制地形图博客。有感而发，我便想到了GEE（Google earth engine）数据源众多、计算速度快、计算算子多的特点，使用GEE应该不会逊色于python。

制作流程

使用GEE绘制DEM一共有3步，其中最重要的是调色板的使用。

（1）DEM数据源

GEE的DEM数据众多，读者可以根据自己的需要选择合适的数据源。研究区范围大，可以选择分辨率较低的数据，如果研究区域较小，则尽量使用高分辨率DEM。

在GEE中的每一种数据源，都有详细的介绍与代码引用示例，比如荷兰的0.5m分辨率的DEM：

这里考虑到试验区是我老家四川省，这里使用覆盖全球的30m分辨率NASA DEM。

// 引入数据源  研究区选择我的老家四川省
var dataset = ee.Image('NASA/NASADEM_HGT/001');
var elevation = dataset.select('elevation').clip(ROI);
// 设置可视化参数
var elevationVis = {min: 0,max: 8000,
};
//可视化
Map.addLayer(elevation, elevationVis, 'Elevation');
Map.centerObject(ROI, 7);

（2）颜色配色表

待数据加载完成之后，数据的颜色不好看，这个时候就需要调色板。有几种办法，一种是在GEE中手动调整DEM显示：

还有一个就是可以参考别人的已经设置好的调色板，直接调用，这里我推荐一个GitHub仓库 ee-palettes（https://github.com/gee-community/ee-palettes）：

该仓库汇集了近两百种配色方案，在GEE中直接调用即可：

调用这个仓库，只需要引入函数库，然后new一个调色板，并将该配色方案填入地图加载函数中，注意设置最大值与最小值。然后对照着颜色表逐个尝试，找到最适合自己的颜色方案。

//调用仓库已经配置好的调色板
var palettes = require('users/gena/packages:palettes');var palette_bamako = palettes.crameri.bamako[10,25,50];
Map.addLayer(elevation, {min:0, max:8000, palette: palette_bamako},  'crameri.bamako');var palette_rainbow = palettes.kovesi.rainbow_bgyr_35_85_c72[7];
Map.addLayer(elevation, {min:0, max:8000, palette: palette_rainbow},  'palette_rainbow');var palette_misc = palettes.misc.jet[7];
Map.addLayer(elevation, {min:0, max:8000, palette: palette_misc},  'palette_misc');var palette_diverging = palettes.kovesi.diverging_linear_bjy_30_90_c45[7];
Map.addLayer(elevation, {min:0, max:8000, palette: palette_diverging},  'palette_diverging');

在配色过程中，也可以注意调色板的最大值与最小值对于DEM显示的影响。四川省的最高海拔为7556米，最低海拔为188米。但是这并不代表我们的配色值域应该遵从最大最小值，因为在配色中如果像素值大于max值，则颜色为最右端，值会自动调整的，如果我们能找到最佳的值域范围，则内部的像素点因为高度差异引起的对比更明显，换句话说，使用大部分值域范围的显示效果更佳。

根据四川省的DEM值分布直方图，我做了以下几个对比：

//值域范围对比
//0-8000m
var palette_rainbow1 = palettes.kovesi.rainbow_bgyr_35_85_c72[7];
Map.addLayer(elevation, {min:0, max:8000, palette: palette_rainbow1},  'palette_rainbow1');
//最大值与最小值
var palette_rainbow2 = palettes.kovesi.rainbow_bgyr_35_85_c72[7];
Map.addLayer(elevation, {min:188, max:7556, palette: palette_rainbow2},  'palette_rainbow2');
//直方图的横轴最大值与最小值
var palette_rainbow3 = palettes.kovesi.rainbow_bgyr_35_85_c72[7];
Map.addLayer(elevation, {min:451, max:4525, palette: palette_rainbow3},  'palette_rainbow3');
//直方图的横轴最小值与6000
var palette_rainbow4 = palettes.kovesi.rainbow_bgyr_35_85_c72[7];
Map.addLayer(elevation, {min:451, max:6000, palette: palette_rainbow4},  'palette_rainbow4');

如何选取合适调色板的值域范围，也是优雅绘制DEM的重要因素。

（3）山体阴影；

选取了较好的DEM数据源、调色板、值域范围后，我们可以加入山体阴影来增强DEM的显示效果。函数 ee.Terrain.hillshade(input,azimuth, elevation)是生成山体阴影的算子，input为DEM，azimuth是方位角，elevation是高度角。

方向角指的是太阳的角度方向，是以北为基准方向在 0 到 360 度范围内按顺时针进行测量的，90º 的方位角为东。高度指的是照明源高出地平线的角度或坡度。高度的单位为度，范围为 0（位于地平线上）到 90（位于头上）之间。需要注意hillshade的值域为0-255.

//山体阴影
var palette_hillshade = palettes.crameri.bamako[10,25,50];
var exaggeration = 20;
var hillshade = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),270,45);
Map.addLayer(hillshade, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade');

方位角

影响山体阴影显示效果的有方位角：

//不同的方位角
var palette_hillshade = palettes.crameri.bamako[10,25,50];
var exaggeration = 20;
var hillshade_45 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),45,15);
Map.addLayer(hillshade_45, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_45');
var hillshade_135 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),135,15);
Map.addLayer(hillshade_135, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_135');
var hillshade_225 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),225,15);
Map.addLayer(hillshade_225, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_225');
var hillshade_315 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),315,15);
Map.addLayer(hillshade_315, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_315');

GEE的默认方向角为270º ，作者可以根据自身需求选择合适的方位角。

高度角

不同的高度角也会影响山体阴影的显示效果：

//不同的高度角
var palette_hillshade = palettes.crameri.bamako[10,25,50];
var exaggeration = 20;
var hillshade_15 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),270,15);
Map.addLayer(hillshade_15, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_15');
var hillshade_30 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),270,30);
Map.addLayer(hillshade_30, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_30');
var hillshade_45 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),270,45);
Map.addLayer(hillshade_45, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_45');
var hillshade_60 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),270,60);
Map.addLayer(hillshade_60, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_60');
var hillshade_75 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),270,75);
Map.addLayer(hillshade_75, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_75');
var hillshade_90 = ee.Terrain.hillshade(elevation.multiply(exaggeration),270,90);
Map.addLayer(hillshade_90, {min: 0, max: 255, palette: palette_hillshade},  'palette_hillshade_90');

一般来说，高度角越小，山体阴影效果越强，高度角在gee中默认是45°。

代码链接

https://code.earthengine.google.com/2e947952a68cb01eb63a247ec4424936

写在最后

总结以下，要优雅地使用GEE绘制DEM:

首先得选好数据源，小研究区选择分辨率高的DEM，大研究区可以选择低分辨率DEM;

其次是选好调色板，这里推荐使用第三方库ee-palettes，然后就是注意调色板的最值范围；

其次是制作山体阴影，注意选择合适的太阳高度角与方位角。

该文只是提供一个制作思路，由于作者的审美水平有限，读者不必完全按照我的配色方案来制作地形图，怎么好看怎么来。

参考

Clarmy吱声.如何用Python绘制炫酷的立体地形图

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