1 Google Earth Engine平台简介
Google Earth Engine,又称谷歌地球引擎,是基于云计算的地理信息处理平台。谷歌地球引擎是世界上最先进的、专门处理卫星图像和其他地球观测数据的云端运算平台,由谷歌、卡内基梅隆大学、美国地质调查局联合开发。该平台存储了公开可用的全球尺度上的长时间序列的遥感影像(Landsat、MODIS、Sentinel等)和其他数据的PB级存档，并且数据不断更新。谷歌地球引擎支持复杂的地理空间分析,包括叠加、地图代数、数组运算、影像处理分类、变化检测、时间序列分析、影像拼接、栅格矢量转换、基于矢量的图像统计提取等。相比传统方法，谷歌地球引擎易于使用和降低了使用成本，提高了地理空间数据的计算效率,可更加便捷的开展大尺度空间分析研究时。借由该平台开展湖北省地表水变化研究,不仅较为便利的开展大覆盖范围研究，同时还提高了研究精度，研究结果更加可靠。
2数据来源
研究过程中,所有遥感数据均通过谷歌地球引擎平台在线调用、处理。本研究的数据为谷歌地球引擎平台分别利用1984-2015年、1984-2018年期间的300余万、380余万张30 m分辨率的Landsat遥感影像制作的全球地表水面积变化数据集(Global Surface Water)。平台使用专家系统将每个像素单独划分为水体覆盖/非水体覆盖，并将结果整理为2000年为界限(1984-1999年、2000-2015年与1984-1999年、2000-2018年)划分为不同时间段。数据集包含地表水覆盖面积的时间、空间的变化,如地表水的历史覆盖情况、覆盖面积增减情况、覆盖形式的相互转换以及其季节性、持续性变化特征等数据。
3地表水覆盖频率及面积
图1为1984-2018年期间区域地表水历史覆盖面积的变化情况,不同颜色代表不同的地表水覆盖频率,即某区域被地表水覆盖的年数与总年数( 1984-2018年,共计35年)相除的比值(例如,某区域地表水覆盖频率值为100%则表示在1984-2018年的35年中始终有水覆盖)。图1中可见，颜色较深的区域主要为省内的大型河流、湖泊、水库，如长江、汉江、长湖、洪湖、斧头湖、梁子湖、丹江口水库以及漳河水库等。对湖北省地表水历史覆盖情况进行统计，如表1所示。表
中可见,湖北省在过去35年中,地表水覆盖频率为1%~100%所涉及的总面积为13 837.1 km2 ,占湖北省国土面积的7.4%。其中,荆州市、武汉市、黄冈市、孝感市、荆门市以及襄阳市地表水覆盖面积相对较大,分别为2 930.1、2381.0、1 239.7、905.4、896.6以及895.4 km’。统计地表水覆盖率介于90%~100%之间的高覆盖率面积,武汉市面积最大,达到了548.0km’,其次为荆州市、黄石市、鄂州市以及黄石市,面积分别为415.5.217.0、209.5以及208.0 km2分析可见,在过去35年间,湖北省地表水覆盖面积较大,地表水先天条件较好,水资源优势明显，尤其是武汉市、荆州市、黄石市等地区。

统计1984-2015与1984-2018数据集中地表水覆盖面积的减少、增加量,结果如表2所示。2000- 2015年较1984- 1999年地表水变化情况为:地表水面积减少2922.1 km2 ,增加838.1km2,总体上减少2084km’,宜昌市、恩施州地表水面积呈小幅度增加趋势,其余行政区均表现为减少趋势,其中荆州市、武汉市以及黄冈市地表水覆盖面积减少趋势最为明显，减少量分别为468.9、388.6和242.7 km2 ;2000-2018年较1984- 1999年湖北省各行政区地表水变化情况为:地表水面积减少2805.7km’,增加919.1 km2 ,总体上减少1 886.5km’,宜昌市、恩施州以及十堰市地表水面积呈小幅度增加趋势,其余行政区均表现为减少趋
势,其中荆州市、武汉市以及襄阳市地表水覆盖面积减少趋势最为明显,减少面积分别为450、364.8和210.8 km’。基于以上统计可知:在2016-2018年期间,湖北省地表水覆盖面积呈增加趋势,增加幅度为197.6km’,其中有14个行政区呈增加趋势,黄冈市面积增加46.1 km’,在所有行政区中增加幅度最大。孝感市、潜江市、天门市地表水面积呈持续减少趋势,减少面积分别为39.5、35.5.12.1km2,各行政区地表水面积变化情况详见表2。综上分析,在过去35年湖北省地表水面积呈减少趋势的大背景下,部分行政区在近几年呈现出地表水覆盖面积增加的趋势,其应该与退垸(田、渔)还湖的推进以及“共抓大保护,不搞
大开发"政策的实施有关,以上行政区的工作是值得肯定与大范围推行的。对荆州市、武汉市、襄阳市、孝感市、潜江市以及天门市等地表水覆盖面积减少幅度较大或者在持续减少的行政区,宜进行重点关注以及加大水体保护工作力度。
5地表水季节变化
图3所示,为湖北省不同区域地表水覆盖月数情况,图中不同颜色代表了区域被地表水覆盖的不同月数(不同月数的像元相互独立,不累加，如水体覆盖月数为1的像元不会被统计人覆

6地表水覆盖类型变化特征
图4所示，为1984年与2018年土地覆盖类型变化的分类情况,主要展示了无水覆盖、季节性覆盖以及永久性獲盖3种状态之间的相互转变。表4分别统计了2015年、2018年相较1984年,地表水覆盖面积变化情况。统计显示, 1984-2015年、1984-2018年期间,永久性覆盖地表水总面积为3691.6 km2与3672.8 km’;新增永久性水面面积分别为692.0km2与844.8km2;消失的永久性水面分别为48.0km2与35.8km’,两个时间段永久性水面统计数据相差不大;1984–2015年、1984–2018年期间,季节性覆盖地表水总面积为3030.2km’与3456.2km’;新增季节性水面面积分别为4 276.4 km2与6924.1 km2;消失的季节性水面分别为3 842.9km2与2 674.8 km’, 两个时间段季节性水面统计数据相差较大。基于以上统计数据可见,永久性水面、新增永久性水面以及消失的永久性水面远小于与之对应的季节性水面,新增、消失的季节性水面是反应洪涝灾害的指标，可见湖北省受洪涝灾
害影响的严重性。对比2015年与2018年的数据显示,在2016-2018年间,湖北省永久性水面面积呈小幅度增加趋势。

闫少锋,熊瑶,李文豪.基于GoogleEarthEngine的湖北省近35年地表水变化特征研究[J].中国农村水利水电,2021(4):38-44,56.