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geoskill-sar-sea-ice-mapping

基于单时相 SAR σ⁰ 影像,在 dB 刻度上用三类 Otsu 区分水面、新冰与多年冰,并用 GLCM 纹理精炼多年冰,滑窗计算冰密集度,输出海冰类型与密集度 GeoTIFF 及面积统计 JSON;支持合成数据离线运行。

ruiduobao
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最近更新 2026-08-04 21:30:21
分类:数据依赖:代码执行 / 读写文件应用场景:数据处理 / 研究 / 报告撰写 / 自动化脚本

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执行命令安装此 skill: npx secure-skills-cli add geoskill-sar-sea-ice-mapping
Metadata
name
geoskill-sar-sea-ice-mapping
description
从SAR σ⁰制图海冰类型与密集度:dB刻度三类Otsu分水面/新冰/多年冰,GLCM纹理精炼多年冰,滑窗计算冰密集度,输出海冰类型GeoTIFF、密集度GeoTIFF与面积统计JSON。SAR sea ice type and concentration mapping via multi-Otsu backscatter thresholds and GLCM texture.

SAR 海冰制图 | SAR Sea Ice Mapping

Maps sea ice type and concentration from single-temporal SAR σ⁰ (linear power). Physical basis:

  • Open water: specular reflection, very low σ⁰ (~−24 dB) and uniform texture.
  • Young ice: newly formed ice surface, moderate σ⁰ and fairly uniform texture.
  • Multi-year ice: repeatedly frozen and thawed, rough surface, high σ⁰ and strong texture.

Processing workflow:

  1. Three-class Otsu on a dB scale: 3-class Otsu on 10·log10(σ⁰) separates open water / young ice / multi-year ice (log scale + three thresholds prevent young ice from being merged into open water; bimodal scenes automatically fall back to 2 classes).
  2. GLCM texture refinement: multi-year ice = high σ⁰ and high GLCM contrast; the remaining ice is classified as young ice. --season summer raises the texture threshold (summer melt weakens texture, so multi-year ice is judged more conservatively).
  3. Concentration: fraction of ice pixels within the --window sliding window (ice concentration ∈ [0,1]).

Dependencies / 依赖

pip install numpy rasterio scipy

Usage / 使用方法

Basic usage (bbox only, synthetic data auto-generated)

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120.0 75.0 122.0 77.0 --output-dir ./out

Example 1: synthetic data (offline, winter)

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120 75 122 77 --synthetic --season winter --output-dir ./syn

Example 2: real SAR σ⁰ imagery

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --input sigma0_linear.tif --output-dir ./real

Example 3: summer scenario

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120 75 122 77 --season summer --output-dir ./summer --quiet

Example 4: custom concentration window

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120 75 122 77 --window 15 --output-dir ./w15 --quiet

Output / 输出

File Format Description
ice_type.tif GeoTIFF (uint8) Sea ice type (0=open water 1=young ice 2=multi-year ice), EPSG:4326
ice_concentration.tif GeoTIFF (float32) Ice concentration [0,1]
ice_statistics.json JSON Per-class pixels / share / area, mean concentration, thresholds
output-manifest.json JSON Run manifest

Data Source / 数据源 / Source

  • Real mode: local SAR σ⁰ GeoTIFF (linear power).
  • Synthetic mode: locally generated sea-surface background + young / multi-year ice areas (with different σ⁰ and texture).

Privacy / 隐私声明 / Privacy

  • Fully offline by default; --synthetic mode makes no network calls.
  • All processing is done locally; no user data is uploaded.

License / License

MIT



name: geoskill-sar-sea-ice-mapping description: '从SAR σ⁰制图海冰类型与密集度:dB刻度三类Otsu分水面/新冰/多年冰,GLCM纹理精炼多年冰,滑窗计算冰密集度,输出海冰类型GeoTIFF、密集度GeoTIFF与面积统计JSON。SAR sea ice type and concentration mapping via multi-Otsu backscatter thresholds and GLCM texture.'

SAR 海冰制图 | SAR Sea Ice Mapping

从单时相 SAR σ⁰(线性功率)制图海冰类型与密集度。物理依据:

  • 开放水面:镜面反射,σ⁰ 极低(~−24 dB)、纹理均匀。
  • 新冰(young ice):初生冰面,σ⁰ 中等、纹理较均匀。
  • 多年冰(multi-year ice):反复冻融、表面粗糙,σ⁰ 高且纹理强。

方法流程:

  1. dB 刻度三类 Otsu:在 10·log10(σ⁰) 上用 3 类 Otsu 分水面 / 新冰 / 多年冰(对数刻度 + 三阈值避免新冰被并入水面;双峰场景自动回退 2 类)。
  2. GLCM 纹理精炼:多年冰 = 高 σ⁰ 且高 GLCM 对比度,其余冰判为新冰。 --season summer 会提高纹理门限(夏季融冰减弱纹理,更保守判多年冰)。
  3. 密集度:--window 滑窗内冰像元占比(ice concentration ∈ [0,1])。

依赖

pip install numpy rasterio scipy

使用方法

基本用法(仅给 bbox,自动合成)

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120.0 75.0 122.0 77.0 --output-dir ./out

示例 1:合成数据(离线,冬季)

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120 75 122 77 --synthetic --season winter --output-dir ./syn

示例 2:真实 SAR σ⁰ 影像

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --input sigma0_linear.tif --output-dir ./real

示例 3:夏季场景

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120 75 122 77 --season summer --output-dir ./summer --quiet

示例 4:自定义密集度窗口

python geoskill-sar-sea-ice-mapping.py --bbox 120 75 122 77 --window 15 --output-dir ./w15 --quiet

输出

文件 格式 说明
ice_type.tif GeoTIFF (uint8) 海冰类型(0=水面 1=新冰 2=多年冰),EPSG:4326
ice_concentration.tif GeoTIFF (float32) 冰密集度 [0,1]
ice_statistics.json JSON 逐类像元 / 占比 / 面积、平均密集度、阈值
output-manifest.json JSON 运行清单

数据源 / Source

  • 真实模式:本地 SAR σ⁰ GeoTIFF(线性功率)。
  • 合成模式:本地生成海面背景 + 新冰 / 多年冰区(不同 σ⁰ 与纹理)。

隐私声明 / Privacy

  • 默认完全离线运行,--synthetic 无任何网络。
  • 所有处理本地完成,不上传用户数据。

License

MIT