CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU GOOGLE EARTH ENGINE
2.3. Công cụ hỗ trợ trên Google Earth Engine
2.3.2. Công cụ hỗ trợ của Google Earth Engine Code Editor
Theo Karis Tenneson (2016); Dana Tomlin, Nicholas Clinton (2016), GEE làm việc thông qua giao diện trực tuyến của ứng dụng JavaScript (API) được gọi là Code Editor. Giao diện GEE Code Editor sử dụng một cách linh hoạt hơn so với GEE Explorer ở khả năng thực hiện các quá trình phân tích dữ liệu phức tạp, giúp người dùng thực hiện toàn bộ các chức năng có trong GEE và có sự hỗ trợ của 2 ngôn ngữ lập trình JavaScript và Python. Tuy nhiên, sử dụng JavaScript thuận tiện hơn về thiết lập, tài liệu và hỗ trợ. Các công cụ trên GEE Code Editor phân tích dữ liệu không gian địa lý rất mạnh đã được tạo lập sẵn nhờ các tính năng của GEE Code Editor được thiết kế làm cho các quy trình làm việc với dữ liệu không gian địa lý phức tạp được thực hiện một cách nhanh chóng và dễ dàng. Để sử dụng GEE Code Editor thì người dùng cần phải kết nối với dịch vụ mạng Internet.
Mục đích thiết kế giao diện này nhằm ứng dụng các thuật toán được cung cấp sẵn để hỗ trợ cho người dùng xử lý và đơn giản hóa dữ liệu không gian và tạo ra môi trường tương tác cho sự phát triển của các ứng dụng GEE.
Theo Ran Goldblatt, Earth Engine Team (2016), GEE Code Editor bao gồm 5 nhóm công cụ:
Hình 2.11.Giao diện GEE Code Editor
- Một là nhóm công cụ quản lý tập lệnh, tài sản/Asset, tài liệu và dữ liệu có khả năng:
+ Quản lý tập lệnh, tài sản đảm bảo an toàn + Tạo kho lưu trữ mới
+ Chia sẻ dữ liệu, tài sản + Tải dữ liệu cá nhân lên
22
+ Cung cấp tài liệu tham khảo, thuật toán có sẵn + Thu thập, tìm kiếm dữ liệu
- Hai là nhóm các công cụ làm việc với tập lệnh có khả năng + Tạo ra tập lệnh
+ Thực thi, lưu trữ tập lệnh
+ Chia sẻ tập lệnh qua URL (Uniform Resource Locator) - Ba là nhóm công cụ trình bày kết quả tập lệnh có khả năng
+ Mô tả trình bày cụ thể về: vị trí điểm, giá trị pixel và các đối tượng + Hiển thị các kết quả khi sử dụng hàm print () và hiển thị lỗi trong tập lệnh + Xuất dữ liệu dưới nhiều dạng ảnh, bản đồ, video và dữ liệu bảng
- Bốn là nhóm công cụ hiển thị bản đồ có khả năng + Hiển thị và cài đặt lớp
+ Phóng to thu nhỏ + Loại bản đồ thể hiện
- Năm là nhóm công cụ vẽ hình học có khả năng + Tạo ra mẫu huấn luyện
+ Khoanh vùng, đánh dấu vị trí
2.3.2.1.Nhóm công cụ quản lý tập lệnh, tài sản, tài liệu và dữ liệu
Hình 2.12.Nhóm công cụ quản lý
Script manage: quản lý tập lệnh dựa vào Git
Theo website git-scm.com, “Git là một hệ điều hành phân phối phiên bản miễn phí và mã nguồn mở được thiết kế để xử lý mọi thứ tự các dự án nhỏ đến rất lớn với tốc độ nhanh và đạt hiệu quả cao.”
Hình 2.13.Tab Scripts
GEE Code Editor, những gì thực thi với GEE API đều thực hiện bằng các tập lệnh, do đó để quản lý hiệu quả tất cả tập lệnh, GEE dựa vào Git. Tab Script là một kho lưu trữ bao gồm: Owner, Writer, Reader, Example, Archive.
Owner/chủ sở hữu: Kho lưu trữ tất cả các tập lệnh thuộc sở hữu của người
23
dùng tạo ra nó. Những tập lệnh này được quản lý bằng thư mục hoặc tập tin nên chúng không bị trùng lặp và nhầm lẫn. Trên kho lưu trữ của người sở hữu có 3 chức năng quản lý.
+Revision history/Xét duyệt lại lịch sử: khi có phiên bản mới được cập nhật, thư mục cũ hoặc mới đều sẽ được duy trì. Và có thể đối chiếu so sánh và quay trở lại phiên bản cũ. Bằng cách nhấp vào biểu tượng:
+Configure/cấu hình: người sở hữu kho lưu trữ các tập lệnh có quyền chia sẻ với người dùng khác. Bằng cách nhấp vào biểu tượng
+Delete/Xóa đối với thư mục. Bằng cách nhấp vào biểu tượng
Writer/người viết: Người viết này là những người dùng đã được một người sở hữu kho lưu trữ nào đó cho phép họ truy cập vào kho tập lệnh và tiếp tục viết hoặc chỉnh sửa.
Reader/người đọc: Người đọc này là những người dùng đã được một người sở hữu kho lưu trữ nào đó cho phép họ truy cập vào kho tập lệnh nhưng chỉ được đọc hoặc tham khảo .
Archive: Cũng là một kho truy cập của người dùng.
Examples: GEE cung cấp các tập lệnh để tham khảo chứa các ví dụ về các tập lệnh đơn giản cho những người dùng bắt đầu sử dụng và tìm hiểu như hình ảnh, bộ sưu tập hình ảnh, biểu đồ…
Hình 2.14.Một số ví dụ tập lệnh viết sẵn trên Tab Scripts
Mỗi thư mục, tập lệnh/tập tin đều có 3 các tính năng
24
+ Revision history/Xét duyệt lại lịch sử: khi có phiên bản mới được cập nhật, tất cả các tập lệnh cũ hoặc mới đều sẽ được duy trì. Các tập lệnh có thể đối chiếu so sánh và quay trở lại phiên bản cũ. Nhấp vào biểu tượng
+ Rename/Thay đổi tên: người dùng có thể tùy ý sửa đổi tên tập lệnh hay thư mục.
Nhấp vào biểu tượng
+ Delete/Xóa: xóa tập lệnh hoặc thư mục. Nhấp vào biểu tượng
Ngoài ra, trên Tab Script còn có chức năng tìm kiếm tập lệnh. Chúng được liệt kê theo tên trong một danh sách nên có thể tìm kiếm dễ dàng bằng cách gõ tên vào thanh Filter script giúp lọc nhanh chóng.
Application Programming Interface Documentation tab: tài liệu API
Hình 2.15.Tab Document
GEE Code Editor chứa đầy đủ các tài liệu API JavaScript, liệt kê danh sách các thuật toán/hàm được tổ chức theo các đối tượng. Mỗi thuật toán bao gồm một tập hợp các thuật toán con đã được nhóm và phân chia theo đối tượng và các hàm hiện có trên GEE giúp người dùng có thể dễ dàng sử dụng. Các thuật toán này được thiết kế nhằm xử lý dữ liệu Raster (ảnh vệ tinh) và Vector. Các khả năng xử lý dữ liệu GEE API được tạo ra nhờ vào khả năng hữu ích dành cho người dùng là sử dụng các thuật toán này để viết ra các tập lệnh. Một loạt danh sách liệt kê các thuật toán/hàm theo chức năng và tên.
Hình 2.16.Thuật toán trên GEE API cung cấp
25
Ngoài ra, có thể tìm kiếm nhanh chóng thuật toán, bằng cách nhập tên thuật toán vào thanh lọc trên Tab Docs.
Asset manager: quản lý tài sản
Hình 2.17.Tab Assets
Quản lý tài sản giúp người dùng sở hữu và lưu trữ dữ liệu của mình trên GEE. Tài sản là sản phẩm mà người dùng xử lý phân tích dữ liệu hay tải lên dữ liệu ảnh/Image upload hoặc dạng bảng/Table upload. Bộ dữ liệu được tải lên thông qua Tab Assets sẽ trở thành tài sản cá nhân trong thư mục thuộc tài khoản của người dùng. Dữ liệu được tải lên GEE bao gồm
- Image upload: người dùng có thể tải lên hình ảnh với dung lượng đến 10GB và định dạng là GeoTiff (các định dạng khác hiện không được hỗ trợ).
- Table upload: gồm dữ liệu dạng bảng và dữ liệu dạng Shapefile.
- Image Collection/bộ sưu tập hình ảnh là nhóm các đối tượng dạng ảnh.
Mỗi tài sản đều có 3 chức năng:
+ Share/chia sẻ: người sở hữu dữ liệu có quyền giữ làm tài sản riêng hoặc có quyền chia sẻ với cộng đồng vì mục đích chung
+ Rename/Đổi tên. Nhấp vào biểu tượng
+ Import into Script/Nạp lên tập lệnh: dữ liệu ảnh hay dạng bảng đều được nạp lên để làm việc trên tập lệnh. Nhấp vào biểu tượng
Search tab: tìm kiếm dữ liệu
Dữ liệu trên GEE chứa trong kho lưu trữ khổng lồ, để thu thập phải tìm kiếm trên thanh Search for data rất tiện lợi. Người dùng chỉ cần nhập tên dữ liệu hoặc từ khóa liên quan vào thanh công cụ tìm kiếm sẽ hiển thị nhiều kết quả.
Hình 2.18.Tab Search
Thanh công cụ này có thể tìm kiếm được nhiều loại dữ liệu như khu vực, nơi cần tìm (Places), các loại ảnh vệ tinh, dữ liệu bảng (Tables dataset). Hơn nữa GEE còn cung cấp thông tin mô tả, nguồn gốc, thời gian thu nhận đối với dữ liệu Raster và Tables.
2.3.2.2.Nhóm các công cụ làm việc với tập lệnh
Hình 2.19.Nhóm các công cụ làm việc với tập lệnh
26
Trung tâm giao diện là trình biên tập JavaScript là nơi trình soạn thảo văn bản, viết, chỉnh sửa mã và chạy thực hiện các tập lệnh. Tập lệnh (hay Script) là một chuỗi những chỉ dẫn được viết dưới dạng câu lệnh theo ngôn ngữ JavaScript, máy tính sẽ tự động thực hiện lần lượt theo tất cả các câu lệnh đó.
JavaScript code editor: Biên tập mã JavaScript
Hình 2.20.Cửa sổ viết tập lệnh
Người dùng sử dụng ngôn ngữ lập trình JavaScript và Python để thực hiện viết mã cho tập lệnh.
Run the script/ Chạy tập lệnh: nhấp vào
Mục đích của chạy tập lệnh: Để phát hiện ra các lỗi cú pháp sai, sử dụng sai thuật toán hoặc thiếu dấu ngoặc, dấu chấm phẩy…và kết quả sản phẩm được hiển thị ở cửa sổ bản đồ.
Reset the script/ xóa tập lệnh: nhấp vào
Có chức năng xóa kết quả hiển thị trên tabs Console và lớp bản đồ. Reset còn có chức năng đặt lại tập lệnh, nhấp vào và chọn Clear script để xóa toàn bộ tập lệnh và bản đồ.
Save the script/ Lưu tập lệnh: nhấp vào
Sau khi các câu lệnh được viết hoàn chỉnh, nhấn vào SAVE để lưu tập lệnh bằng một tên duy nhất và truy cập ở trình quản lý tập lệnh.
Get a link (URL) to the script/Cung cấp liên kết cho tập lệnh: nhấp vào
Sau khi tập lệnh hoàn thành và được lưu trữ. Nhấn vào GET LINK ngay lập tức GEE sẽ cung cấp cho bạn 1 liên kết duy nhất, xuất hiện trên thanh địa chỉ của trình duyệt. Liên kết này được đại diện cho cả tập lệnh, để tham chiếu tới tài nguyên trên mạng Internet. Giúp người dùng GEE có thể trao đổi trực tuyến các tập lệnh với người dùng khác một cách dễ dàng và nhanh chóng.
2.3.2.3.Nhóm công cụ trình bày kết quả tập lệnh
Hình 2.21.Nhóm công cụ trình bày kết quả
27
Khả năng trình bày các thông tin về các đối tượng và hoạt động xử lý dữ liệu nằm ở góc phải trên giao diện chứa 3 tab.
Inspector tab: thanh tra/kiểm tra
Là công cụ tương tự như công cụ Identify trên Arcmap.
Hình 2.22.Tab Inspector
Khi người dùng chọn tabs Inspector, chức năng sẽ được kích hoạt và con trỏ chuột trở thành tâm chữ thập. Chỉ cần một nhấp chuột vào bất kỳ vị trí nào trên bản đồ, đều sẽ được mô tả trình bày cụ thể về: vị trí điểm, giá trị pixel và các đối tượng…
Console output tab:kiểm soát xuất kết quả
Hình 2.23.Tab Console
Kiểm soát xuất kết quả là sự tương tác vì thế các đối tượng được hiển thị một cách khá chi tiết. Khi sử dụng hàm Print () trong tập lệnh, sẽ đưa ra các thông báo, kết quả khi tập lệnh được chạy tại bảng điều khiển Console bao gồm:
+ Thông tin: tên, loại, ID, phiên bản, kênh phổ, đặc điểm, thuộc tính…
+ Kết quả tính toán, thống kê…
+ Biểu đồ
+ Tại đây còn hiển thị kết quả báo lỗi khi chạy tập lệnh bị sai Task manager tab: quản lý công việc
Hình 2.24.Tab Tasks
Quản lý công việc có chức năng quản lý các hoạt động nhập/xuất dữ liệu.
GEE Code Editor cho phép xuất dữ liệu thông qua các hàm Export() với nhiều dạng để xuất dữ liệu như hình ảnh, bản đồ, dữ liệu bảng và video.
Hoạt động xuất dữ liệu có thể được gửi đến tài khoản Google Drive của người dùng hoặc Google Cloud Storage hoặc Tab Asset trên giao diện Code Editor.
Tuy nhiên, cũng phải khai báo một vài thông số ứng với từng loại dữ liệu được trình bày rõ phần phụ lục.
28
2.3.2.4.Nhóm công cụ hiển thị trên bản đồ Map: bản đồ
Hình 2.25.Cửa sổ bản đồ
Bản đồ của GEE Code Editor hoạt động giống như các đối tượng của GEE Explorer và giống như Google Map và Google Earth. Hơn nữa, bản đồ là nơi người dùng lập tức nhìn thấy kết quả phân tích hình ảnh được hiển thị khi chạy tập lệnh nhờ vào các thuật toán như Map.add(), Map.addLayer()…Nhờ gán đối tượng với bảng màu (palette) mà làm cho kết quả phân tích dữ liệu hiển thị rõ ràng, trực quan và sinh động.
Layers: hiển thị các lớp bản đồ
Sử dụng công cụ quản lý lớp dữ liệu để điều chỉnh hiển thị, bật/tắt các lớp bản đồ. Nhấp vào biểu tượng để điều chỉnh các thông số trực quan cho từng lớp.
Hình 2.26.Layers
Trong hộp thoại cài đặt lớp: Visualization chứa khả năng hiển thị như:
- Band: Hiển thị 1 lớp bằng 1 kênh phổ hoặc 3 kênh phổ.
- Range: Điều chỉnh phạm vi của các giá trị được đại diện bởi nhiều màu sắc theo mặc
- Opacity: Điều chỉnh độ trong suốt/mờ của các lớp sử dụng thanh trượt có giá trị từ 0.1 đến 1.0.
- Điều chỉnh phạm vi màu sắc bằng giá trị Gamma và Palette.
Hình 2.27.Cài đặt bảng màu
29 Zoom: chế độ thu phóng
Chế độ thể hiện bản đồ
2.3.2.5.Nhóm công cụ vẽ hình học (Geometry tools)
Hình 2.28.Công cụ vẽ hình học Geometry
Công cụ vẽ hình học được sử dụng để: Tạo mẫu huấn luyện, số hóa bản đồ, xác định tọa độ….
Bao gồm có 4 chức năng sau:
Pan: di chuyển, kéo thả bản đồ tùy ý. Nhấp vào biểu tượng
Point: vẽ điểm. Nhấp vào biểu tượng . Có 2 cách vẽ điểm được trình bày rõ phần phụ lục.
Line: vẽ đường. Nhấp vào biểu tượng . Cũng có 2 cách vẽ và khả năng cài đặt lớp như vẽ điểm.
Polygon: vẽ vùng/đa giác. Nhấp vào biểu tượng . Cũng có 2 cách vẽ và khả năng cài đặt lớp như vẽ điểm. Nhưng vẽ vùng bằng cách vẽ từng đỉnh và khép lại với đỉnh đầu, vùng sẽ được tô màu.
Ngoài ra còn có công cụ Help: Hỗ trợ cho người dùng mới bắt đầu sử dụng.