محاسبه دمای سطح زمین و استخراج جزایر حرارتی با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست8 و الگوریتم پنجره مجزا در شهر ارومیه (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

وضعیت پراکندگی تابش های حرارتی و ارتباط آن با نوع کاربری های موجود در شناخت میکروکلیمای نواحی شهری دارای اهمیت زیادی می باشد. دمای سطح زمین یکی از پارامترهای مهم در مطالعات مربوط به تغییر اقلیم و برآورد بیلان تابش در مطالعات توازن انرژی می باشد. آگاهی از درجه حرارت سطح زمین جهت انجام فعالیت ها و مطالعات علوم زمین، از قبیل تغییرات محیط زیست جهانی و مخصوصا آب و هوای شهری، ضروری است. در این پژوهش برای تحلیل جزایر حرارتی از تصاویر 15/7/2018، 24/2/2019 لندست 8 با سنجنده (OLI و TIRS) و نقشه کاربری اراضی استفاده شده است. پس از اعمال پردازش روی تصاویر، برای محاسبه دمای سطح زمین از روش الگوریتم پنجره مجزا و برای طبقه بندی تصاویر از روش حداکثر احتمال استفاده شده است. الگوریتم پنجره مجزا یک ابزاری ریاضی است که با استفاده از اطلاعات زمینی، دمای روشنایی سنجنده حرارتی (TIRS)، قابلیت گسیلندگی زمین (LSE) و عامل پوشش گیاهی سبز جزء به جزء (FVC) به دست آمده از باند چند طیفی سنجنده OLI و دمای سطح زمین را برآورد می کند. تجزیه و تحلیل تصاویر در محیط نرم افزارهای ENVI 5.3 و ArcGIS 10.5 انجام گرفته است. نتایج در این پژوهش نشان داد که در فصل تابستان، پوشش گیاهی کم تراکم، مناطق مسکونی، گارگاهی و صنعتی با سطوح نفوذناپذیر مانند اسکلت فلزی، آسفالت-بتن و آجر-آهن دارای بیشترین درجه حرارت و در زمستان بالعکس به غیر از پوشش گیاهی کم تراکم، می باشند و در فصل تابستان و زمستان، پوشش گیاهی (فضای سبز، باغات و کشاورزی و باغ مسکونی) و مناطقی با سطوح آجر-چوب و خشت-چوب دارای کمترین درجه حرارت می باشند.