مطالب مرتبط با کلید واژه " دمای سطح زمین "


۱.

تحلیل رابطه کاربری و پوشش اراضی و جزایر حرارتی شهر تهران با استفاده از داده های + ETM

کلید واژه ها: دمای سطح زمین تغییرات پوشش زمین جداسازی طیفی خطی جزیره حرارتی شهری مدل V_I_S

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۵۸۳ تعداد دانلود : ۱۶۲۱
با توسعه شهرنشینی، مقادیر زیادی از مساحت مناطق کشاورزی و جنگلی جای خود را به خانه ها، مناطق صنعتی و دیگر زیرساخت ها داده اند. محدوده های شهری دارای بیلان انرژی و آبی متفاوتی در قیاس با نواحی غیرشهری اند. این تفاوت و تغییر در این دو مفهوم باعث از بین رفتن توازن انرژی و رواناب در محیط های شهری می گردد که خود مشکلات زیست محیطی جدی را (مانند سیل و آلودگی های حرارتی) برای ساکنان شهر به دنبال می آورد. علاوه بر این، در برخی از نواحی شهری تغییرات کاربری ها و افزایش جمعیت و در پی آن افزایش تردد خودروها و همچنین وجود صنایع، موجب افزایش دمای برخی مناطق شهری نسبت به دیگر مناطق می شوند. بنابراین در مناطق شهری، بسته به پوشش زمین، مناطقی با درجه حرارت بیشتر از سایر نواحی به وجود می آید، که این پدیده را جزیره حرارتی شهرها می نامند. در این تحقیق، جزایر حرارتی شهر تهران ـ که مهم ترین مرکز جمعیتی و یکی از مهم ترین مراکز صنعتی ایران به شمار می آید و در طول چند دهه اخیر رشد شهری سریعی داشته است ـ مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، استخراج جزایر حرارتی در مناطق شهری با استفاده از داده های ماهواره ای و تعیین اثر نوع پوشش و کاربری زمین بر دمای سطح زمین است. برای رسیدن به این هدف، طبقه بندی پوشش اراضی شهری شهر تهران بر اساس تغییر در خصوصیات بیوفیزیکی (ویژگی های بیولوژیکی و خواص فیزیکی) آن، در سطح طبقه بندی زیرپیکسل و استخراج کسر خاک، پوشش گیاهی و سطوح نفوذناپذیر با استفاده از تصاویر ETM+ انجام شد. برای محاسبه درصد هر یک از این سطوح از روش جداسازی طیفی (LSU) استفاده شد. در پایان، با تحلیل آماری هر یک از جزایر حرارتی شهر تهران به تفکیک، نقش هر یک از پوشش ها و کاربری های اراضی در ایجاد آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که سطوح نفوذناپذیر از طریق جذب و ذخیره انرژی خورشیدی اثر گرمایشی دارند، در حالی که پوشش گیاهی از طریق ایجاد توازن گرمایی به وسیله تبخیر و تعرق و تولید سایه، دارای اثر خنک کننده اند.
۲.

تغییرات زمانی ـ مکانی الگوهای حرارتی و کاربری شهر شیراز با استفاده از داده های سنجنده TM&ETM+

کلید واژه ها: جزایر حرارتی دمای سطح زمین سنجنده TM و ETM+

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۱۸۱۵ تعداد دانلود : ۸۲۵
الگوهای دمایی در کاربری های مختلف و میزان تأثیرگذاری آنها بر دامنه های دمایی در شناخت میکروکلیمای شهری بسیار اهمیت دارد. فعالیت های بشری و تغییر در سیمای طبیعی شهر موجب ایجاد تفاوت هایی از نظر دما بین مناطق مرکزی شهر و حومه آن می شود، که با استفاده از تصاویر ماهواره ای می توان آنها را سنجش و اندازه گیری و پایش کرد. هدف از این پژوهش مطالعه تغییرات زمانی و مکانی الگوهای حرارتی شهری شیراز از طریق تصاویر ماهواره ای و تعیین مکان های دارای دمای بالا و بررسی نقطه ای به منظور ترسیم نقشه و تحلیل کاربری شهری است. روش تحقیق، استفاده از تصاویر ماهواره LANDSAT سنجنده ETM+، با قدرت تفکیک 60 متر از باند 2-6 (High Gain) در نادیر سنجنده +ETM و باند 6 سنجنده TM به منظور استخراج الگوی حرارتی شهر و همچنین تهیه نقشه های کاربری برای پایش تغییرات کاربری شهر شیراز در بازه زمانی 24 ساله بوده است. نتایج در این پژوهش نشان داد سطوح بایر خاکی فاقد پوشش گیاهی حاشیه شهر بیشترین میزان دما را دارند و در کاربرهای شهری نیز دمای بافت های فشرده و فرسوده شهری بیش از دیگر مناطق مسکونی است. بدین ترتیب حلقه های دمایی با مناطق آلوده و پرترافیک شهری انطباق دارند؛ و سردترین مناطق نیز با کاربری پوشش گیاهی منطبق اند. ناگفته نماند که تغییرات کاربری در دوره آماری حاکی از روندی کاهشی برای کاربری بایر به نفع کاربری شهری است.
۳.

محاسبة دمای سطح زمین با استفاده از روش سبال و درخت تصمیم گیری در محیط RS, GIS در بخش مرکزی منطقه مراغه

کلید واژه ها: سیستم اطلاعات جغرافیایی سنجش از دور دمای سطح زمین سبال درخت تصمیم گیری تصویرETM+ بخش مرکزی مراغه

حوزه های تخصصی:
  1. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی آب و هواشناسی
  2. حوزه‌های تخصصی جغرافیا فنون جغرافیایی روش های کمی در جغرافیا
تعداد بازدید : ۱۵۵۰ تعداد دانلود : ۶۹۹
دمای سـطح زمین برای انواع وسیعی از مطالعات علمی از اقلیم­شناسـی و هواشناسـی تا هیدرولوژی، بوم­شناسی، زمین­شناسی، علوم پزشکی، طراحی و بهسازی شبکه حمل و نقل و مکانیابی آتش سوزی ها و بویژه در محاسبه تبخیر ـ تعرق واقعی مورد نیاز است. با توجه به پایش دمای سطح زمین در تعداد محدودی از ایستگاه­های هواشناسی به صورت نقطه ای و نیاز به توزیع مکانی دمای سطح در پهنه وسیع و به طور همزمان، دمای سطح برآورد شد. جهت دستیابی به دمای سطح زمین از الگوریتم سبال و طبقه بندی از نوع درخت تصمیم گیری استفاده شد. با استفاده از تصویر ETM+ و انجام مراحل پیش پردازش، تصویر برای اجرای روش سبال آماده گردید. جهت انجام مراحل فوق الذکر از نرم افزارهای Envi4.5 و ArcGIS9.3 استفاده گردید. در این مقاله با برآورد اختلاف کمتر از 57/5 درجه سانتی­گراد، اختلاف رضایت­بخشی بین دمای سطح برآورد شده از طریق سنجش از دور و دمای برآورد شده از آمار اندازه گیری شده 12 ساله از سطح زمین (1993 الی 2005) در ایستگاه هواشناسی مراغه به دست آمد. لذا دمای برآوردی از طریق سنجش از دور قابل کاربرد در مطالعات و تحقیقات علوم زمین و محیط زیست می باشد.
۴.

آثار تغییرات سطح دریاچه مهارلو بر میزان رطوبت و دمای هوای شهر شیراز

کلید واژه ها: شیراز دمای سطح زمین ماهواره لندست دریاچه مهارلو

حوزه های تخصصی:
  1. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی جغرافیای آبها
  2. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی آب و هواشناسی
تعداد بازدید : ۶۷۲ تعداد دانلود : ۳۳۶
دریاچه مهارلو به لحاظ نزدیکی به کلان شهر شیراز نقش تعدیل کننده رطوبتی و دمایی مهمی بر این شهر دارد. بروز خشکسالی طی دهه های اخیر و متعاقب آن کاهش سطح آب این دریاچه بر وضعیت رطوبتی و دمایی مناطق پیرامونی آن به ویژه شهر شیراز آثار نامطلوبی به همراه داشته است. در این پژوهش تغییرات خط ساحلی دریاچه مهارلو و تأثیر آن بر عناصر آب و هوایی به ویژه رطوبت هوا و دمای سطح زمین نواحی مجاور دریاچه مورد بررسی قرارگرفته است. برای ارزیابی تغییرات خط ساحلی از داده های سنجنده ETM+ & TM ماهواره LANDSAT در تاریخ های 22 می 1987 و 17 می سال 2000 و 20 مارس 1999 و 18 مارس سال 2009 استفاده شد. همچنین به منظور پردازش تصاویر ماهواره های از روش طبقه بندی نظارت شده با اعمال الگوریتم بیشترین شباهت جهت محاسبه نوسان های سطح آب دریاچه در دوره های زمانی مختلف استفاده گردید. یافته های پژوهش بیانگر کاهش 29 کیلومتر مربعی سطح دریاچه در سال 1987 و 2000 در ماه می و 107 کیلومتر مربعی در سال 1999 و 2009 در ماه مارس است. میانگین درصد شاخص پوشش گیاهی در حریم 10 کیلومتری دریاچه در سال 1987 و 2000 در همان ماه 15 درصد کاهش یافته است. اما در سال 1999 و 2009 در ماه مارس تنها 3 درصد کاهش را نشان می دهد. دمای کمینه، میانگین و بیشینه سطح زمین (LST) در حریم پیرامونی دریاچه در دوره کم آبی در تاریخ های مشابه با افزایش همراه بوده است.
۵.

تحلیل فضایی دمای شهر شیراز در فصول گرم و سرد با بکارگیری تحلیل های آماری و تصاویر ماهواره ای

کلید واژه ها: شهر شیراز تحلیل فضایی تصاویر ماهواره ای دمای سطح زمین فصل سرد و گرم

حوزه های تخصصی:
  1. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی آب و هواشناسی
  2. حوزه‌های تخصصی جغرافیا فنون جغرافیایی سنجش از راه دور GIS
  3. حوزه‌های تخصصی جغرافیا فنون جغرافیایی روش های کمی در جغرافیا
تعداد بازدید : ۴۱۲ تعداد دانلود : ۱۸۰
در این پژوهش داده های دمایی روزانه ایستگاه همدید شیراز از تاریخ 1951 تا 2010 در بازه زمانی 60 ساله مورد بررسی قرار گرفت. سپس میانگین روزانه دما به میانگین پنج روزه پنجک تبدیل گردید. نتایج حاصل از تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدسی به روش وارد چهار فصل متمایز دمایی را مشخص می نماید، بر این اساس دوره گرم از 18 خرداد (هشتم ژوئن) آغاز و در 7 شهریور (29 آگوست) به پایان می رسد، همچنین دوره سرد از هفده آبان (8 نوامبر) شروع و تا هشتم فرودین (28 مارس) ادامه پیدا می کند. بعد از تعیین فصول بر اساس تصاویر سنجنده TM ماهواره LANDSAT دامنه های دمایی (دمای سطح زمین ) و میزان شاخص پوشش گیاهی NDVI برای هر دو فصل گرم و سرد با استفاده از نرم افزار9.2 ERDAS IMAGING در تاریخ های 6 دسامبر 2010 و 15 ژوئیه 2010 به ترتیب جهت فصول سرد و گرم تهیه و ارزیابی و محاسبه تفاوت های آن به کمک نرم افزار ARCGIS 9.3 انجام پذیرفت
۶.

تحلیل زمانی – مکانی جزیره حرارتی شهر مشهد با توجه به گسترش شهر و تغییرات کاربری - پوشش زمین

کلید واژه ها: مشهد دمای سطح زمین الگوریتم دو پنجره تغییرات کاربری - پوشش زمین جزایر حرارتی شهری

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۸۴۵ تعداد دانلود : ۳۵۳
افزایش دمای سطح زمین و شکل گیری جزایر حرارتی در کلان شهرها به یکی از معضلات زیست محیطی تبدیل شده است که در نتیجه گسترش برنامه ریزی نشده این شهرها پدید آمده است. امروزه استفاده از تصاویر ماهواره ای در مطالعات محیط زیست شهری به دلیل فراهم آوردن دید یکپارچه و کاهش هزینه و زمان انجام مطالعات، رشد فزاینده ای داشته است. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات دمایی و گسترش جزیره حرارتی در شهر مشهد به دنبال گسترش این شهر در دهه های اخیر است. در این تحقیق با استفاده از تصاویر چندزمانه لندست (TM 1987، ETM+ 2000 و OLI/TIRS 2014) و روش حد آستانه NDVI و قانون پلانک برای تصاویر TM و ETM+ و الگوریتم دو پنجره برای تصاویر OLI/TIRS، دمای سطح زمین استخراج شد. سپس دمای سطح زمین نرمال گردید و رابطه آن با کسر پوشش گیاهی و تغییرات کاربری - پوشش زمین بررسی شد. نتایج نشان داد که حدود 2500 هکتار از اراضی کشاورزی و فضای سبز به کاربری ساخته شده تبدیل شده که تقریباً برابر با افزایش مساحت طبقه دمایی بسیار گرم بوده است. این موضوع نشان می دهد که کاهش پوشش گیاهی، مهم ترین عامل در گسترش جزایر حرارتی شهر مشهد بوده است. بررسی تعییرات دمای سطح زمین و جزیره حرارتی نشان داد با از بین رفتن پوشش گیاهی داخل و اطراف شهر طبقه دمایی بسیار خنک (29- 25 درجه سانتیگراد)، جای خود را به طبقه دمایی متوسط (37 – 33 درجه) داده است. همچنین با دستکاری دامنه های اطراف شهر، دمای آنها افزایش یافته و به طبقه دمایی گرم (41 – 41 درجه) و بسیار گرم (45 – 41 درجه) تغییر یافته اند. نتایج تغییرات توزیع دمای سطح نشان داد که چندین خوشه دمایی در شمال غرب، جنوب و جنوب غرب مشهد توسعه یافته اند. این تغییرات در شمال غرب به دلیل دستکاری اراضی متصل به شهر برای آماده سازی این اراضی برای گسترش آتی شهر و در جنوب به دلیل توسعه فرودگاه بوده است. همچنین دامنه های رو به آفتاب در غرب و جنوب غرب به دلیل دستکاری این دامنه ها گرم تر شده اند. علاوه بر این، تبدیل اراضی کشاورزی در شرق و شمال شرق باعث تغییر دما از طبقه دمایی خیلی خنک و خنک (33 - 29 درجه) به متوسط و تا حدودی گرم شده است.
۷.

برآورد دما و شاخص پوشش گیاهی سطح زمین با استفاده از داده های سنجش از دور (مطالعه موردی: استان همدان)

کلید واژه ها: همدان سنجش از دور دمای سطح زمین تراکم پوشش گیاهی

حوزه های تخصصی:
  1. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی جغرافیای زیستی
  2. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی آب و هواشناسی
  3. حوزه‌های تخصصی جغرافیا فنون جغرافیایی سنجش از راه دور GIS
تعداد بازدید : ۵۶۸ تعداد دانلود : ۶۵۹
یکی از عوامل مهم برای استفاده بهینه از منابع موجود آب در بخش کشاورزی، تعیین آب مورد نیاز در سطح دشت های کشاورزی است و برای برآورد دقیق آن، به اطلاعاتی در خصوص وضعیت پوشش گیاهی، مانند میزان، پراکنش و دمای سطح پوشش گیاهی نیاز است که تهیه آنها به کمک سنجش از دور به سادگی انجام می شود. بنابراین در پژوهش پیش رو به کمک سنجش از دور، تراکم و پراکنش مکانی پوشش گیاهی و دمای پوشش سطح زمین در استان همدان تعیین شد. ابتدا با پیش پردازش اطلاعات 12 تصویر ماهواره Landsat 7 ETM+ (1381-1377)، ضریب بازتاب پوشش سطح زمین و ضریب تابش پوشش سطح زمین در باند های مختلف به دست آمد و شاخص گیاهی NDVI تعیین شد و تراکم و پراکنش پوشش گیاهی و دمای پوشش سطح زمین با استفاده از الگوریتم سبال برآورد گردید. برای تعیین دقت، مقادیر برآورد شده و دمای پوشش سطح زمین محاسبه شده از تصاویر ماهواره ای با مقادیر اندازه گیری شده در عمق 5 سانتی متری خاک در ایستگاه های هواشناسی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که دمای سطح زمین برآورد شده از اطلاعات سنجش از دور مطابقت قابل قبولی با آمار ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی دارد و بین مقادیر دمای پوشش سطح برآورد شده و اندازه گیری شده، اختلاف معنی داری دیده نمی شود. نتایج کلی نشان داد که الگوریتم سبال با ضریب همبستگی 75/0، ریشه میانگین مربعات خطای 4/5 درجه و میانگین خطای مطلق 2/4 درجه، از دقت قابل قبولی برخوردار است.
۸.

ارتباط پوشش گیاهی با دما و آلبدوی سطحی در دورة گرم سال با استفاده از داده های مودیس در شمال ایران

کلید واژه ها: رگرسیون زمین آمار دمای سطح زمین پوشش گیاهی آلبدوی سطحی

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۹۱ تعداد دانلود : ۱۵۱
پوشش گیاهی عامل عمدة نقل وانتقال انرژی بین زیست کره و جو محسوب می شود که آثار متفاوتی بر عناصر هواشناختی مناطق پیرامون خود دارد. در این مطالعه ارتباط بین مقادیر شاخص گیاهی تفاضلی نرمال شده با دمای سطحی و آلبدوی سطحی در نواحی شمالی ایران با استفاده از روش های آمار کلاسیک رگرسیون و زمین آماری کوکریجینگ بررسی شد. سه معیار آماری میانگین قدر مطلق خطا، انحراف جذر میانگین مربعات و متوسط درصد خطای مطلق نشان دهندة توان مندی به مراتب بهتر روش زمین آمار کوکریجینگ نسبت به رگرسیون کلاسیک در برآورد دمای سطحی و آلبدوی سطحی است. نتایج تحقیق در دورة مورد مطالعه نشان می دهد که دمای سطحی و آلبدوی سطحی تحت تأثیر مقادیر پوشش گیاهی است. سپس، از روابط به دست آمده در تعیین میزان خشکی مناطق استفاده شد. نواحی ساحلی و جنگلی دامنه های شمالی البرز با بیشترین مقدار سبزینگی (85/0) از حداقل درجة حرارت (23 درجة سلسیوس) و آلبدوی سطحی (7 درصد) مشخص است. همچنین، نواحی جنوبی رشته کوه البرز و قسمتی از مناطق ایران مرکزی با کمترین مقدار سبزینگی (09/0-) از حداکثر درجة حرارت به مقدار 45 درجة سلسیوس و بیشترین مقدار آلبدوی سطحی (38 درصد) مشخص است.
۹.

ارزیابی دمای سطح زمین در ارتباط با روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره ای (مطالعه موردی: حوضه آبخیز طالقان)

کلید واژه ها: سنجش از دور دمای سطح زمین حوضه آبخیز طالقان تغییرات کاربری اراضی روش سبال

حوزه های تخصصی:
  1. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی جغرافیای آبها
  2. حوزه‌های تخصصی جغرافیا فنون جغرافیایی سنجش از راه دور GIS
تعداد بازدید : ۶۲۶ تعداد دانلود : ۲۶۲
دمای سطح زمین همواره به دلیل عوامل انسانی و طبیعی در حال تغییر است که می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در میزان محصولات کشاورزی و فرایندهای خاکسازی در سطح زمین شود. در این راستا استفاده از سنجش از دور به عنوان یک تکنولوژی کارآمد در مطالعات تغییرات کاربری اراضی و نیز بررسی دمای سطح زمین همواره مورد نظر کارشناسان بوده است. در این مطالعه از روش سبال (SEBAL) (الگوریتم تعدیل یافته انرژی سطح برای زمین) در حوضه آبخیز طالقان به منظور مدل نمودن دمای سطح زمین (LST) و تعیین ارتباط آن با کاربری/پوشش اراضی (LULC) استفاده شده است. برای این منظور از تصاویر TM (1987) و ETM+ (2010) استفاده شده و پس از انجام مراحل مختلف پردازش تصاویر نسبت به استخراج نقشه های کاربری اراضی بر اساس روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) در دوره زمانی23 ساله اقدام گردید. دقت طبقه بندی به روش SVM با بررسی از طریق داده های حقایق زمینی، در تصویر TM و ETM+ برحسب ضریب آماری کاپا به ترتیب 83/0 و 89/0 و براساس دقت کلی 37/88 و 86/92 درصد بدست آمده است. بیشترین تغییرات کاربری اراضی در اراضی مرتعی به چشم می خورد که به اراضی مرتعی با اهمیت پایین تر یا اراضی بایر تبدیل شده اند. علاوه بر این، افزایش بیابان زایی و کاهش پوشش گیاهی، روند افزایش دمای سطح زمین (LST) را تحت تأثیر قرار می دهد. بیشترین LST در مناطق مسکونی و اراضی بایر با رخنمون سنگی مشهود است که با گذشت سالیان متمادی نیز روند افزایش دما قابل تأمل است. نتایج این پژوهش در مطالعات حفاظت منابع طبیعی بسیار کاربردی بوده و می تواند راهگشای برنامه ریزی های حفاظت منابع طبیعی قرار گیرد.
۱۰.

برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره لندست8 و الگوریتم پنجره مجزا(مطالعه موردی: حوضه آبریز مهاباد)

کلید واژه ها: مهاباد دمای سطح زمین تصاویر ماهواره ای لندست الگوریتم پنجره مجزا

حوزه های تخصصی:
  1. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی آب و هواشناسی
  2. حوزه‌های تخصصی جغرافیا فنون جغرافیایی سنجش از راه دور GIS
تعداد بازدید : ۵۸۵ تعداد دانلود : ۲۶۸
دمای سطح زمین یکی از معیارهای مهم در برنامه ریزی ناحیه ای و منطقه ای می باشد. دمای سطح زمین در بسیاری از برنامه های کاربردی محیط زیست، کشاورزی، هواشناسی و سایر پروژه ها می تواند مورد استفاده واقع شود.با توجه به محدودیت ایستگاه های هواشناسی، سنجش از دور می تواند به عنوان پایه و اساس بسیاری از داده های هواشناسی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهمترین جنبه های کاربردی سنجش از دور در مطالعات اقلیم شناسی برآورد دمای سطح زمین می باشد. در این راستا، الگوریتم پنجره مجزا به عنوان یک روش مؤثر در استخراج دمای سطح زمین محسوب می شود؛ که براساس منابع علمی بیشترین دقت را ارائه می دهد. در این پژوهش از تصاویر چند طیفی و حرارتی ماهواره لندست8 برای برآورد دمای زمین در حوضه آبریز مهاباد استفاده شده است. برای نیل به هدف، بعد از انجام تصحیحات رادیومتریک نسبت به مدل سازی و تجزیه و تحلیل تصاویر اقدام شد. بطوری که شاخص پوشش گیاهی، کسری پوشش گیاهی، دمای روشنایی ماهواره، قابلیت انتشار سطح زمین، ستون بخار آب که از معیارهای مؤثر در برآورد دمای سطح زمین با روش الگوریتم پنجره مجزا می باشند، با انجام محاسبه روابط ریاضی مقادیر لازم برای محاسبه دمای سطح زمین بدست آمدند.در نهایت دمای سطح زمین با دقت معادل 4/1 درجه سانتیگراد برآورد شد. مناطق با پوشش گیاهی زیاد و پوشیده از آب (سد) دمای کم و مناطق با پوشش گیاهی کم و خاک لخت دمای بالایی را نشان می دهند که همه در تغییرات دمایی منطقه مورد مطالعه مؤثر می باشند. نتایج تحقیق بیانگر این مهم است که روش الگوریتم پنجره مجزا نتایج قابل اعتماد و مطمئنی را در برآورد دمای سطح زمین ارائه می دهد که می تواند در مطالعات زیست محیطی و علوم زمین مورد استفاده قرار گیرد.
۱۱.

تخمین دمای هوا بر اساس پارامترهای محیطی با استفاده از داده های سنجش از دور

کلید واژه ها: دمای هوا دمای سطح زمین کاربری اراضی مدلهای تخمین دمای هوا رگرسیون

حوزه های تخصصی:
  1. حوزه‌های تخصصی جغرافیا جغرافیای طبیعی آب و هواشناسی
  2. حوزه‌های تخصصی جغرافیا فنون جغرافیایی سنجش از راه دور GIS
تعداد بازدید : ۱۵۲ تعداد دانلود : ۱۲۵
هدف این مطالعه تخمین دمای هوای میانگین ماهانه با استفاده ازداده های دمای سطح زمین، شاخص تفاضلی نرمال شده پوشش گیاهی، عرض جغرافیایی، ارتفاع، شیب و کاربری اراضی در دوره زمانی 2015-2001 است. علیرغم برخی تشابهات فضایی بین الگوهای فضایی دمای هوا و دمای سطح زمین، این دو متغیر تغییرپذیری کاملا متفاوتی دارند بطوریکه ضریب تغییرپذیری دمای هوا چهار برابر دمای سطح زمین به دست آمد. همچنین نتایج تحلیل حاکی از این است که در زمستان ارتفاع نقش کلیدی را در توزیع پراکندگی اختلافات دمای سطح زمین ودمای هوا دارد، در حالیکه در دیگر فصول نقش شیب و پوشش گیاهی مشخص تر است. پس از مشخص کردن الگوهای فضایی دمای سطح زمین و دمای هوا، اقدام به تخمین دمای هوا از طریق مدل های رگرسیون با وضوح فضایی 0.125 درجه گردید. پایین ترین مقدار خطا در ماه های نوامبر و دسامبر با ضریب تبیین 70 درصد و خطای استاندارد 1 درجه سانتیگراد به دست آمد. همچنین حداکثر خطا در فاصله ماه های می تا آگوست با ضریب تبیین 59 تا 63 درصد و خطای استاندارد 1.6 درجه سانتیگراد محاسبه گردید که در سطوح 0.05 معنی دار هستند. به علاوه نتایج حاصل از ارزیابی هر ماه نشان داد که تخمین دمای هوا در ماه های سرد (نوامبر، دسامبر، ژانویه، و فوریه و مارس) دارای دقت بیشتری است. با در نظر گرفتن کاربری های مختلف، بالاترین ضریب تبیین به مناطق آبی و شهری با ضریب تبیین 96 تا 99 درصد در ماه های گرم و پایین ترین ضریب تبیین به جنگل مخلوط و علفزار با ضریب تبیین 15 تا 36 درصد در ماه های سرد مربوط است.
۱۲.

بررسی تغییرات کاربری و اقلیم محلی در حوضه رودخانه گاوه رود پیش و پس از احداث سد گاوشان

تعداد بازدید : ۱۵۸ تعداد دانلود : ۶۵
احداث سد موجب تغییرات کاربری/پوشش زمین در بالادست و پایین دست حوضه می شود. این تغییرات، اقلیم محلی و فرایندهای طبیعی منطقه را به صورت مستقیم و غیرمستقیم تحت تأثیر قرار می دهد. در این تحقیق با استفاده از تصاویر چند زمانه لندست، تغییرات پوشش گیاهی و دمای سطح زمین، در سال های قبل و بعد از احداث سد گاوشان در حوضه رودخانه گاوه رود بررسی شد. برای محاسبه تغییرات پوشش گیاهی، از شاخص های NDVI، EVI و SAVI استفاده شد که همه آنها افزایش پوشش گیاهی در پایین دست و جنوب سد را نشان دادند. برای محاسبه دمای سطح زمین و توان تشعشعی سطح زمین به ترتیب از معادله پلانک و روش آستانه گذاری NDVI استفاده شد .بررسی تغییرات فضایی طبقات دمایی محاسبه شده از توان تشعشعی سطح زمین نشان داد که در پایین دست سد طبقه دمایی بسیار گرم از بین رفته و طبقه دمایی خنک و خیلی خنک جایگزین آن شده است. بررسی شاخص NDVI نشانگر آن بود که میانگین از 13/0 به 165/0تغییر کرده است، تغییرات بقیه شاخص های پوشش گیاهی نیز افزایشی بوده است. با تولید طبقات نرمال شده دما مشخص شد مساحت طبقه متوسط 67 کیلومترمربع (3/7%) افزایش و مساحت طبقه بسیار گرم 11 کیلومترمربع (5/17%) کاهش یافته است. بررسی نمودار پراکندگی دمای سطح نرمال شده و کسر پوشش گیاهی (Fr/T) نشان داد که در دوره مورد مطالعه طول لبه خشک کاهش یافته و طول لبه مرطوب افزایش یافته است. این بدان معنی است که وجود پهنه آبی در حوضه آبخیز گاوه رود علاوه بر تغییر پوشش گیاهی و رطوبت خاک (درصد)، موجب تغییر دمای سطح زمین نیز شده است که این تغییرات در درازمدت موجب تغییر میکروکلیمای منطقه می شود.
۱۳.

تهیه نقشه گسیلندگی و دمای سطح زمین از تصاویر ابرطیفی حرارتی HyTES بااستفاده از الگوریتم های TES وARTEMISS

تعداد بازدید : ۳۸ تعداد دانلود : ۳۱
دمای سطح زمین و گسیلندگی دو ویژگی فیزیکی مهم از سطح زمین هستند. محاسبه دمای سطح زمین اهمیت زیادی در مطالعات محیطی، هواشناسی، بررسی تبخیر و تعرق و فعل و انفعالات بین زمین و جو دارد .در سالیان اخیر تصاویر ابرطیفی حرارتی به دلیل دارا بودن تعداد زیاد باندهای حرارتی در مقایسه با تصاویر فراطیفی، به یک ابزار قدرتمند برای تخمین دمای سطح زمین تبدیل شده اند. هدف اصلی در این تحقیق تهیه نقشه های حرارتی و گسیلندگی بااستفاده از دو روش مجزای TES و ARTEMISS از تصاویر سنجنده ابر طیفی حرارتی هوایی HyTES وهمچنین تخمین پارامترهای جوی در این تصاویر می باشد. نوآوری اصلی این تحقیق پیاده سازی روش های TES و ARTEMISS برای اولین بار روی داده ابرطیفی های تس است و همچنین در این تحقیق، پارامترهای جوی مورداستفاده در ARTEMISS از روش آیزاک بدست آمده است. اینتحقیقشاملسهمرحله اصلیاست. درمرحله اول بعد از حذف باندهای نویزی تصویر و انتخاب 202 باند بهینه،الگوریتم SET که شامل مدل های MMD, NEM و RATIO می باشد، بر روی تصویر اعمال شدند. در مرحله دوم با استفاده از تصحیح جوی آیزاک، پارامترهای جوی از قبیل گذردهی جوی و رادیانس مسیر محاسبه شدند. در مرحله آخر الگوریتم ARTEMISS به منظور تخمین دما و گسیلندگی، بر روی این نوع تصویر اعمال شد. در پایان جهت ارزیابی روش های پیشنهادی از محصولات دما و گسیلندگی سنجنده HyTES که توسط ناسا عرضه می گردد، استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان می دهد که RMSE دما برای روش های TES و ARTEMISS به ترتیب برابر با 6/0 و 2/1 درجه کلوین و برای گسیلندگی نیز در باند نمونه 177 به ترتیب در دو روش 01/0 و 02/0 می باشد. نتایج حاصل نشان می دهند که الگوریتم های TES و ARTEMISS ،روش های کارآمدی در تخمین دما و گسیلندگی می باشند.
۱۴.

مدل سازی ارتباط دمای سطح زمین، شرایط توپوگرافی، و پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8

تعداد بازدید : ۴۵ تعداد دانلود : ۵۷
دمای س طح زمین در طیف وسیعی از مطالعات محیطی کاربرد دارد. عوامل مختلفی از جمله جنس مواد تشکیل دهنده سطح و شرایط توپوگرافی و محیطی در دمای سطح زمین تأثیرگذار است. شناخت ارتباط بین دمای سطح زمین با عوامل فوق از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در پژوهش حاضر، با استفاده از تصاویر حرارتی سنجنده TIRS و با به کارگیری الگوریتم پنجره مجزا، دمای سطح زمین محاسبه شد. سپس، ارتباط بین دمای سطح زمین با عوامل توپوگرافی از جمله ارتفاع، شیب، و جهت شیب و عامل پوشش گیاهی با استفاده از تحلیل های آماری بررسی و معناداربودن روابط به دست آمده در سطح اطمینان 95درصد تحلیل شد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، ارتفاع با دمای سطح دارای ارتباط معکوس است. پارامترهای شیب و جهت شیب در مدل سازی دمای سطح تأثیرگذارند. در بررسی ارتباط سطح و شرایط توپوگرافی، با درنظرگرفتن هم زمان دو متغیر ارتفاع و شیب در جهت شیب های خاص، به عنوان متغیر مستقل، ارتباط قوی تر شده است. همچنین، با اضافه کردن پارامتر شاخص پوشش گیاهی به پارامترهای مستقل، ضریب تعیین ارتباط بالاتر رفته است. رابطه های به دست آمده در سطح معناداری 95درصد بررسی و آماره t حاصل شده برای ضرایب رابطه ها معناداربودن ارتباط را تأیید کرده اند.
۱۵.

آشکارسازی دمای رویه سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره ای

نویسنده:
تعداد بازدید : ۶۰ تعداد دانلود : ۳۴
یکی از مهمترین کاربرد تصاویر ماهواره ای استفاده از آن برای تعیین و تخمین دمای سطح زمین است. برای بررسی این موضوع از سری تصاویر لندست 8 جهت محاسبه و تخمین دمای هوای شهر اصفهان و منطقه اطراف استفاده شد. برای برآورد دمای سطح زمین (LST) از روش آلگوریتم پنجره مجزای سوبرینو[1] بهره گیری شد. نتایج نشان داد کابرد این روش بر روی تصاویر ماهواره ای منطقه اصفهان که از پوشش متنوع ناحیه شهری، فضای سبز و مناطق صنعتی عمده برخوردار است، تونایی این مدل و تناسب تصاویر مذکور را برای این منظور نشان می دهد. مقایسه دمای دمای اندازه گیری شده بر روی تصویر و دمای محاسبه شده در دو ایستگاه اُزون سنجی و فردودگاه اصفهان، نشان دهنده دامنه تغییرات حدود 5/4 درجه سلسیوس است. با این حال دمای محاسبه شده در چهار روز از سال عمدتا بیشتر از دمای اندازه گیری شده در عمق 5 سانتی متری خاک در محل دو ایستگاه اُزون سنجی و فرودگاه اصفهان است و این مقدار در بالاترین میزان 25/4 درجه سلسیوس بیشتر از دمای ایستگاه است. روابط همبستگی بین نقشه دمای سطح زمین LST و شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی (NDVI) در 9100 پیکسل کد منطقه با ضریب همبستگی 458/0 در سطح اطمینان 99 درصد تأیید می گردد که اعتبار روش بکارگفته شده برای برآورد دمای سطح را تأیید کرد. [1] . Sobrino’s Split-Window Algorithm
۱۶.

محاسبه و واسنجی دمای سطح زمین با استفاده از داده های حرارتی ماهواره Landsat 8

تعداد بازدید : ۳۵ تعداد دانلود : ۲۴
امروزه محاسبه دمای سطوح مختلف پوشش گیاهی و خاکی با استفاده از تصاویر ماهواره ای، با هدف برآورد تبخیر و تعرق واقعی با الگوریتم بیلان انرژی، اهمیت بسیار زیادی دارد. در این مطالعات دقت محاسبه گرادیان حرارتی بین سطح زمین و هوا و میزان اختلاف دمای سطوح مختلف کاربری دارای اهمیت است. در دشت شهرکرد به منظور محاسبه دمای سطح زمین[1] سه چالش اصلی وجود داشت. نخست، نبود مطالعه مشخصی در زمینه محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از باندهای حرارتی ماهواره Landsat8، دوم، فقدان داده های مشاهده ای دمای سطح پوشش های مختلف گیاهی و خاکی و سوم، محدود بودن داده های دمای سطح زمین ایستگاه های کلیماتولوژی و سینوپتیک به حداقل روزانه. در این مطالعه، به منظور تبدیل دمای درخشندگی2 سطح به دمای سطح زمین، از الگوریتم دوپنجره ای3 موجود AVHRR-NOAA استفاده شد و برای محاسبه گسیلندگی سطحی4 نیز روش پیشنهادی الگوریتم سبال5 به کار رفت. با توجه به نبودِ ایستگاه های هواشناسی مرجع، از داده های ایستگاه های غیر مرجع برای محاسبه دمای روزانه سطح زمین و لحظه عبور ماهواره استفاده شد و در نهایت، از روش محاسبه خطای انحراف برای واسنجی دمای سطح زمین ماهواره Landsat 8 و تهیه لایه میانگین روزانه دمای سطح زمین استفاده شد. در این مطالعه همه ضرایب همبستگی محاسبه شده بیشتر از 0.9 بود و تمامی روابط رگرسیونی، از نظر آماری، در سطح 95% و حتی 99% معنادار بودند. اختلاف مقادیر خطای انحراف محاسبه شده در روز-تصویرهای مختلف در بیشترین مقدار، 0.5 کلوین بود و میزان RMSE محاسبه شده نیز بین 1.9 تا 2.2 کلوین قرار داشت که در مقایسه با مطالعات مشابه مورد پذیرش بود.
۱۷.

کاربست روش شبکه های عصبی در پیش بینی دمای سطح زمین، با استفاده از تصاویر حرارتی مادیس

تعداد بازدید : ۲۷ تعداد دانلود : ۳۰
در این مطالعه، مدلی ترکیبی از شبکه های عصبی ماژولار و پردازش تصاویر مادیس برای محاسبه دمای سطح زمین، در منطقه ای شامل شهر تهران، ارائه شده است. در این مدل، داده های تصاویر حرارتی با تکیه بر ویژگی های دمای درخشندگی در باندهای حرارتی 31 و 32 میکرومترسنجنده مادیس، به منزله ورودی در شبکه های عصبی ماژولار به کار رفته و روش جدیدی براساس ترکیبی از شبکه عصبی نگاشت خودسازمانده و الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات پیشنهاد شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد استفاده از این الگوریتم سبب توزیع مناسب داده های ورودی شبکه های عصبی می شود. در آخر، نتایج نهایی با مدل های شبکه های عصبی با آموزش و ساختار غیرماژولار نیز مقایسه شده است. نتایج این مقایسه نشان می دهد که زمان آموزش مدل در پیش بینی دمای سطح زمین کاهش، و دقت مدل افزایش یافته است. اختلاف کم بین مقادیر پیش بینی شده و مقادیر واقعی دما در منطقه نشان می دهد که دما با دقت مناسبی در این مدل پیش بینی شده است، به طوری که میانگین خطای مدل ترکیبی مقدار 0081/0 و درصد خطای مطلق نیز 59/10 است.
۱۸.

پایش دمای سطح زمین و بررسی رابطه کاربری اراضی با دمای سطح با استفاده از تصاویر سنجنده OLI و ETM+ مطالعه موردی: (شهرستان اردبیل)

تعداد بازدید : ۴۲ تعداد دانلود : ۴۱
حرارت سطح زمین شاخص مهمی در مطالعه مدل های تعادل انرژی در سطح زمین در مقیاس منطقه ای و جهانی است. با توجه به محدودیت ایستگاه های هواشناسی، سنجش از دور می تواند جایگزین مناسب برای برآورد حرارت سطح زمین باشد. هدف اصلی از این تحقیق پایش دمای سطح زمین و رابطه ای آن با کاربری اراضی می باشد که با استفاده از تصاویر ماهواره ای پایش شده است. به همین منظور ابتدا تصاویر مربوطه اخذ شد و پیش پردازش های لازم بر روی هرکدام اعمال شد. سپس نسبت به مدل سازی و طبقه بندی تصاویر اقدام شد. ابتدا به منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی، نقشه طبقه بندی شده کاربری اراضی برای هردوسال با استفاده از روش شیءگرا استخراج شد و سپس به منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی نقشه تغییرات کاربری اراضی در یک بازه زمانی18 ساله(2000-2017) استخراج شد. درنهایت به منظور پایش دمای سطح زمین نقشه دمای سطحی شهرستان اردبیل استخراج شد. نتایج نشان داد که رابطه قوی بین کاربری اراضی و دمای سطحی وجود دارد. به این صورت که کاربری همچون کاربری شهری، دارای دمائی حدود 41 درجه سانتیگراد(2017) می باشد که به دلیل جاذب حرارت بودن عوارض شهری دارای دمای بیشتری نیز می باشد. این درحالی است که کاربری مناطق آبی به دلیل جذب کمتر حرارت دارای دمای 34 درجه سانتیگراد(2017) می باشد . این موضوع نقش کاربری های مختلف را در تعیین دمای سطحی نشان می دهد. همچنین در این پژوهش رابطه دمای سطحی با پوشش گیاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نواحی همچون خاک و شهری که دارای پوشش گیاهی کمتری نسبت به نواحی همچون کشاورزی و مرتع می باشند، دارای دمای بیشتری نیز می باشند. زیرا پوشش گیاهی همواره به صورت مانع برای ورود حرارت بوده است و رابطه معکوس با حرارت سطحی دارد.
۱۹.

ارتباط کاربری های مختلف با دمای سطح زمین مبتنی بر تحلیل خودهمبستگی فضایی (موران) با استفاده از داده های تصاویر ماهواره ای لندست 8 (OLI) (مطالعه موردی: شهر اردبیل)

تعداد بازدید : ۱۹ تعداد دانلود : ۱۸
در این پژوهش، ارتباط کاربری اراضی با دمای سطح زمین[1] شهر اردبیل و خودهمبستگی فضایی با بهره گیری از شاخص موران بررسی شده است. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای لندست 8 (OLI) سال های 2015 و 2018 استفاده شد. نخست تصاویر مربوط دریافت و پیش پردازش های لازم اعمال شد؛ سپس طبقه بندی با استفاده از روش شی گرا و الگوریتم نزدیک ترین همسایگی[2] صورت گرفت و دمای سطح زمین با الگوریتم پنجره مجزا (SW) استخراج شد. نتایج نشان داد دمای نواحی شهری در سال 2015، 43 درجه و در سال 2018، 45 درجه سانتی گراد بوده است که به دلیل جذب گرما و عوارض شهری مختلف، دمای بیشتری داشته اند. کاربری مناطق آبی نیز در سال 2015، دمای 35 درجه و در سال 2018، دمای 37 درجه سانتی گراد را به خود اختصاص داده است که آب گرمای بیشتری را دفع می کند و دمای کمتری دارد. همچنین نتایج نشان داد رابطه ای قوی بین کاربری اراضی و دما وجود دارد. درنهایت با استفاده از شاخص تحلیل لکه های داغ (Hotspot) خوشه های گرم و سرد جزایر حرارتی اردبیل استخراج شد. تحلیل خودهمبستگی فضایی با شاخص های موران جهانی نشان داد دمای سطح زمین اردبیل ساختار فضایی دارد؛ به بیانی دمای سطح زمین به شکل خوشه ای توزیع شده است. تحلیل لکه های داغ تأییدی آشکار بر متمرکز و خوشه ای شدن جزایر حرارتی شهر اردبیل در فضا با افزایش دوره زمانی بوده است.
۲۰.

تحلیل ارتباط دمای سطح زمین با کاربری اراضی و شاخص اختلاف گیاهی نرمال شده در دشت گرگان

تعداد بازدید : ۲۶ تعداد دانلود : ۲۲
این تحقیق با هدف بررسی ارتباط دمای سطح زمین با پوشش گیاهی و کاربری اراضی دشت گرگان به کمک داده های سنجش از دور انجام شد. در گام نخست، تصویر لندست 8 متعلق به سال 2018، پیش پردازش و آماده گردید و نقشه کاربری/پوشش سرزمین در 8 طبقه تهیه شد. سپس، برای اندازه گیری دمای سطحی از باند حرارتی تصویر و معادلات مربوط استفاده گردید. سرانجام، از شاخص اختلاف گیاهی نرمال شده یا NDVI برای محاسبه گسیل مندی سطحی استفاده و نقشه دمای سطح زمین LST استخراج شد. به منظور خنثی کردن اثر ارتفاع بر LST ، پیکسل های انتخابی از نقاط هم ارتفاع در هر کاربری انتخاب شدند. نتایج نشان داد کاربری بایر به دلیل نداشتن پوشش حفاظتی دارای دمای بیشتری (96/45 درجه سانتی گراد) است، درحالی که کاربری زراعت آبی (با بالاترین میزان سبزینگی) با دمای 03/34 درجه سانتی گراد کم ترین میانگین دمایی را در بین سایر کاربری ها داشت. از آنجاکه کاربری جنگل در ارتفاعات بالاتری قرار دارد، دمای سطحی آن بصورت جداگانه بررسی گردید. مقایسه دمای سطحی پیکسل های مربوط به کاربری جنگل و بخش جنگل تراشی شده نشان داد که میزان LST در بخش جنگل تراشی شده حدود 5 درجه سانتی گراد بیشتر از کاربری جنگل است. در مجموع، مناطقی که پوشش گیاهی متراکم تری مانند جنگل دارند میزان LST به مراتب کمتری از سایر کاربری ها داشتند.