ارزیابی تغییرات دمایی کاربری اراضی شهر زنجان در بازه زمانی 2013 تا 2019 با استفاده از مقایسه الگوریتم های برآورد دمای سطح زمین (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

دمای سطح زمین از جمله پارامترهای ضروری در مطالعات تغییرات کاربری اراضی، بیلان انرژی، مطالعات آب و هواشناسی و غیره بر زندگی انسان تاثیر گذار است. در این پژوهش، به منظور برآورد LST از چهار الگوریتم؛ تک کانال، تک پنجره بهبود یافته، رابطه معکوس تابع پلانک و معادله انتقال تابش در محیط نرم افزار متن باز PyQGIS Plugin و تصاویر ماهواره ای لندست 8 سنجنده هایOLI/TIRS  سال های 2013 و 2019 شهر زنجان استفاده شده است. سپس نقشه های کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان در بستر سامانه گوگل ارث انجین (GEE) استخراج شدند. برای صحت سنجی نتایج الگوریتم های LST، از داده های دمای سطح ایستگاه هواشناسی زنجان در سال های 2013 و 2019 استفاده گردید. همچنین، جهت انتخاب بهترین الگوریتم برآورد LST از روش های آماریRMSE ، MAPE استفاده شد. براساس نتایج، الگوریتم تک کانال در سال 2013 و 2019 دارای کم ترین RMSE و MAPE و بیش ترین دقت می باشد. به طوری که در سال 2013RMSE  و MAPE این الگوریتم به ترتیب برابر با 472/1 و 579/5 و در سال 2019، 131/0 و 537/0 بدست آمد. طبقه بندی در بستر GEE  نتایج مناسبی از لحاظ صحت کلی و ضرایب کاپا ارائه داد. براساس نتایج، در سال 2013، صحت کلی و ضریب کاپا به ترتیب 67/95 و 94/0 و در سال 2019، 80/98 و 98/0 به دست آمد. نتایج بررسی تغییرات دمایی کاربری های مختلف در سال 2013 و 2019 نشان داد که اراضی آیش به ترتیب با میانگین دمای 86/49 و 16/45 و کاربری های دیمزار و مراتع در رده های بعدی از نظر برخورداری از حداکثر دما در سال های 2013 و 2019 قرار دارند. کاربری های آب، کاربری شهری و پوشش گیاهی به ترتیب دارای کمترین میانگین دما در سال 2013 و 2019 می باشند. همچنین نتایج کلی بدست آمده نشان داد که همه کاربری ها در سال 2013 از دمای بالاتری نسبت به سال 2019 برخوردار بودند.