将堆栈中的光栅单元从 -1 缩放到 1 R

Question

我有一个包含 364 层的栅格堆栈，其中 NDVI 值的每日变化率。

如果正从 0 到 1，如果负从 -1 到 0，我想在每个单元格中缩放这些值。到目前为止，我只找到了一个在单层中缩放值的解决方案（参见此处：Replace specific value in each band of raster brick in R）和不是沿着多层物体的单元格。此外，在整个时间序列中，我有相当数量的 NA 单元格，我也不太确定如何处理这个事实。

我从前面提到的帖子中获取了代码，并试图让它解决我的问题：

norm <- function(x){-1+(x-min)*((1-(-1))/(max-min))}

for(j in 1:ncell(tif)){

 if(is.na(sum(tif[j]))){
  NULL
 } else {

 cat(paste("Currently processing layer:", j,"/",ncell(tif), "\n"))

 min <- cellStats(tif[j],'min')
 max <- cellStats(tif[j],'max')

#initialize cluster
#number of cores to use for clusterR function (max recommended: ncores - 1)
beginCluster(31)

#normalize
tif[j] <- clusterR(tif[j], calc, args=list(fun=norm), export=c('min',"max"))

#end cluster
endCluster()
}
}

我不太确定这是否会产生所需的输出。很感谢任何形式的帮助！

Answer 1

一些示例数据

library(raster)
r <- raster(ncol=10, nrow=10)
s <- stack(lapply(1:5, function(i) setValues(r, runif(100, -1, 1))))
# adding NAs
s[[2]][sample(100, 25, TRUE)] <- NA

对于缩放（或任何其他操作）按单元格（根据要求），您可以将calc 与适用于矢量的函数一起使用。例如：

ff <- function(i) {
    p <- which(i >= 0)
    n <- which(i <= 0)
    # positive values
    if (length(p) > 0) {
        i[p] <- i[p] - min(i[p], na.rm=TRUE)
        i[p] <- i[p] / max(i[p])
    }
    # negative values
    if (length(n) > 0) {
        i[n] <- i[n] - max(i[n], na.rm=TRUE)
        i[n] <- i[n] / abs(min(i[n]))
    }
    i
}

测试一下

ff(c(-.3, -.1, .1, .4, .8))
#[1] -1.0000000  0.0000000  0.0000000  0.4285714  1.0000000
ff(c(-.3, -.1, .1, .4, .8, NA))
#[1] -1.0000000  0.0000000  0.0000000  0.4285714  1.0000000         NA
ff(c(-2,-1))
#[1] -1  0
ff(c(NA, NA))
#[1] NA NA

并使用它

z <- calc(s, ff)

根据所有单元格值的最小值和最大值，查看以下内容以按层进行缩放（我首先认为这是所要求的）。请注意，我使用的函数将值从 -1 缩放到 1，但不是将最低正值和最高负值缩放为零。

minv <- abs(cellStats(s,'min'))
maxv <- cellStats(s,'max')

f1 <- function(i, mn, mx) {
    j <- i < 0
    j[is.na(j)] <- TRUE
    i[j] <- i[j] / abs(mn)
    i[!j] <- i[!j] / mx
    i
}

ss <- list()
for (i in 1:nlayers(s)) {
    ss[[i]] <- calc(s[[i]], fun=function(x) f1(x, minv[i], maxv[i]))
}

ss1 <- stack(ss)

或者没有循环

f2 <- function(x, mn, mx) {
    x <- t(x)
    i <- which(x > 0)
    i[is.na(i)] <- FALSE
    mxx <- x / mx
    x <- x / mn
    x[i] <- mxx[i]
    t(x)
}

ss2 <- calc(s, fun=function(x) f2(x, minv, maxv))

作为参考，简单地在 0 和 1 之间进行缩放

mnv <- cellStats(s,'min')
mxv <- cellStats(s,'max')
x <- (s - mnv) / (mxv - mnv)

要获得介于 -1 和 1 之间的值，您可以这样做

y <- 2 * (x - 1)

但是这样以前的负值可以变成正值，反之亦然。

有关其他类型的缩放，请参阅 ?raster::scale。