سنجش دمای سطح زمین و ارتباط آن با شاخص های طیفی، مطالعه موردی: استان خوزستان (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
دمای سطح زمین، تابعی از انرژی خالص در سطح زمین است که به مقدار انرژی رسیده به سطح زمین، گسیلندگی سطح، رطوبت و جریان هوای اتمسفر بستگی دارد. در این تحقیق دمای سطح زمین (LST)، در استان خوزستان با استفاده از الگوریتم پنجره تقسیم محاسبه گردید. همچنین به منظور شناخت دقیق تر رفتار دمای سطح زمین در منطقه مورد نظر، از روش کدنویسی در سامانه «گوگل ارث انجین» استفاده شده است. صحت سنجی نقشه دمای تهیه شده نیز با استفاده از داده های ایستگاه های هواشناسی استان خوزستان صورت گرفت. هدف از این تحقیق، بررسی ارتباط سه شاخص طیفی NDBI ،NDVI و NDBaIبا دمای سطح زمین (LST) است و به منظور دستیابی به این هدف، از تصاویر سنجنده OLI ماهواره لندست-8 در تیرماه سال 2022 استفاده گردیده است. پس از محاسبه دمای سطح زمین (LST) با استفاده از روش پنجره تقسیم، سه شاخص پوشش گیاهی، شاخص مناطق ساخته شده یا سطوح نفوذناپذیر و شاخص زمین های بایر محاسبه شد و با استفاده از همبستگی پیرسون در سطح اطمینان 01/0 درصد ارتباط آن ها با دمای سطح زمین مورد بررسی قرار گرفت، نتایج همبستگی دما با شاخص های ذکرشده نشان داد که شاخص مناطق بایر (NDBaI)، هم بستگی مثبتی با دمای سطح زمین دارد و میزان R2 آن معادل با 488/0 می باشد. شاخص مناطق ساخته شده (NDBI) از هم بستگی منفی با دمای سطح زمین برخوردار است و میزان R2 آن معادل با 642/0- است و شاخص پوشش گیاهی (NDVI) دارای هم بستگی مثبت غیر خطی با دمای سطح زمین می باشد، دلیل غیر خطی بودن پوشش گیاهی، پراکندگی و محدود بودن آن در بخش های مختلف سطح استان خوزستان است. همچنین معنی دار بودن و مؤثر بودن سه شاخص مذکور، با استفاده از روش رگرسیون حداقل مربعات (OLS) بررسی شد. نتایج بررسی جزایر حرارتی در سطح استان خوزستان با استفاده از شاخص موران محلی نشان داد که جزایر حرارتی در خارج از محدوده شهری و در مناطق بایر متمرکز شده اند و دمای مناطق شهری نسبت به مناطق بیرون از شهر پایین تر است. جزایر خنک نیز در پهنه های آبی و پوشش های گیاهی متمرکز شده و دارای مساحت خیلی کمتری نسبت به جزایر حرارتی در سطح استان خوزستان می باشند.Evaluation of Earth Surface Temperature and its Relationship with Spectral Indices Case study: Khuzestan province
In order to achieve this goal, the OLI sensor images of Landsat-8 satellite were used in July 2022. After calculating the land surface temperature (LST) using the split window method, three indices of vegetation cover, the index of built-up areas or impervious surfaces and the index of barren lands were calculated and using Pearson's correlation at the confidence level of 0.01 were investigated with the temperature of the earth's surface, the results of the correlation of temperature with the mentioned indices showed that the barren areas index (NDBaI) has a positive correlation with the temperature of the earth's surface and its R2 value is equal to 0.488. The built-up area index (NDBI) has a negative correlation with the temperature of the earth's surface, and its R2 value is equal to -0.642, and the vegetation cover index has a non-linear positive correlation with the temperature of the earth's surface, the non-linear reason The existence of vegetation cover is scattered and limited in different parts of Khuzestan province. The significance and effectiveness of the three mentioned indicators were investigated using the least square regression method. The results of the investigation of heat islands in Khuzestan province using the local Moran index showed that the heat islands are concentrated outside the urban area and in barren areas, and the temperature of urban areas is lower than the areas outside the city. And cool islands are concentrated on water areas and vegetation and have a much smaller area than thermal islands in Khuzestan province.
تبلیغات
