GEE去云处理代码段解读（位运算）

前言

在很多gee的影像方去云教程中，我们常看到位运算的代码，我们多数不太理解位运算的真正含义而直接使用，故在此学习并解读去云处理的位运算代码（以landsat8的QA波段为例）

一、QA波段介绍

本次使用的数据集
"LANDSAT/LC08/C01/T1_SR"
用户指南官方文档地址：
https://www.usgs.gov/media/files/landsat-8-collection-1-land-surface-reflectance-code-product-guide
QA波段是数据质量评估波段的简称，该图像每个像元中存储的值显示为十进制，但是这个十进制数值得转换成二进制数值才有实际意义，二进制数值的不同的比特位有着不同的含义。

对于单比特位：0值代表不存在某种条件,即逻辑“非”，1值代表条件存在，即逻辑“是”。对于双比特位，表示某条件存在的可能性：“00”表示不存在该条件；“01”表示该条件存在的可能性为0-33%；“10”表示该条件存在的可能性为34%-66%；“11”表示该条件存在的可能性为67-100%。

• 将十进制的数值32用qa波段的排列规则化为二进制样式显示如下
  

二、去云代码段解读

代码如下（示例）：

function maskL8srClouds(image) {// Bits 3 and 5 are cloud shadow and cloud, respectively.var cloudShadowBitMask = (1 << 3);var cloudsBitMask = (1 << 5);// Get the pixel QA band.var qa = image.select('pixel_qa');// Both flags should be set to zero, indicating clear conditions.var mask = qa.bitwiseAnd(cloudShadowBitMask).eq(0).and(qa.bitwiseAnd(cloudsBitMask).eq(0));return image.updateMask(mask);
}

解读代码
1<<3 代表 ‘0000 0000 0000 1000’
1<<5 代表 ‘0000 0000 0010 0000’

1. image.select(‘pixel_qa’)代表选取影像集的qa波段

2. bitwiseAnd()函数，是按位进行“与”运算，如qa.bitwiseAnd(cloudShadowBitMask)就是qa波段的每个像元值的二进制序列与括号内的二进制序列进行逐位“与”运算
   （两个序列对应的bit位都为1，该比特位的结果才为1）
   示例如下：
   取10与6两个数字（十进制），它们转化为二进制后分别为1010与0110，对其进行按位“与”，得到的结果为0010
   而landsat8的QA波段十进制像元值是以16位二进制记录的，以bit5的位置为例，若bit5的位置为‘1’，则此像元有云，该像元的16位二进制应为‘xxxx xxxx xx1x xxxx’的样式(x代表0或1)，再进行bitwiseAnd(1<<5)的函数运算，即将此像元的16位二进制‘xxxx xxxx xx1x xxxx’与 ‘0000 0000 0010 0000’ 进行“与”运算，得到的十进制结果为非零数值；
   当然如果此像元的bit5位置为0，即无云像元（二进制序列‘xxxx xxxx xx0x xxxx’），再进行bitwiseAnd(1<<5)的函数运算，得到的结果为‘0000 0000 0000 0000’，此时十进制为零；
   综合上述步骤，我们得到了云的掩膜数据（有云的像元为非零值，无云的像元为零值）。

3. 接着进行eq()函数计算，当括号内参数为0时，即.eq(0)是将影像中等于0的像元值变为1，其它非零像元值变为0，相当于反转得到了去云的掩膜数据。

4. 最后调用updateMask()函数，括号内加载第三步的去云掩膜数据，即可将影像更新为去云后的影像数据。