تعیین مناسب‌ترین روش استخراج دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست (مطالعه موردی: شهر بیرجند)

Abstract

جهان در حال گرم شدن است و جمعیت جهان به سکونت در شهرها روی می‌آورند. این دو حقیقت در ظاهر باهم ارتباطی ندارند؛ اما پدیده‌ای به نام جزایر حرارتی شهری، این دو را به هم پیوند می‌دهد. مهاجرت مردم و ازدحام جمعیت در طی چند سال اخیر، تعداد بی‌شماری سطوح ساختمانی مثل سقف‌ها و دیوارها و همین‌طور سطوح سنگفرش‌های معابر که معمولاً تیره هستند را در شهر بیرجند ایجاد کرده است که می‌تواند انرژی خورشیدی زیادی را به خود جذب کنند. با توجه به اینکه یکی از بزرگ‌ترین تهدیدات توسعه شهرنشینی، پدیده جزایر حرارتی است و در اقلیم‌شناسی شهری کاربرد دارد، بررسی حرارتی آن بیش ‌از پیش احساس می‌شود. در پژوهش حاضر به‌منظور برآورد LST از چهار الگوریتم تک کاناله لندست، تک پنجره، معادله پلانک و معادله انتقال تابش در محیط نرم‌افزار QGIS در بازه زمانی 2000 و 2019 در فصول تابستان و زمستان در شهر بیرجند استفاده‌شده است. همچنین اثر تغییر کاربری بر جزایر حرارتی موردبررسی قرارگرفته است. در پژوهش حاضر ابتدا دمای سطح زمین در شهر بیرجند با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست 7 سنجنده +ETM و لندست 8 سنجنده TIRS/OLI در سال‌های 2000 و 2019 با چهار روش‌ استخراج شد. بهمنظور، بررسی توانایی کلی الگوریتمها در محاسبه دمای سطح زمین، از شاخصهای آماری میانگین خطای مربعات، ضریب ناش-ساتکلیف، میانگین خطای مطلق و ضریب تعیین استفاده شد. نتایج نشان داد الگوریتم تک کاناله لندست جهت محاسبه دمای سطح زمین در شهر بیرجند دقت بالاتری نسبت به الگوریتمهای دیگر دارد.