میانگین خطای مطلق

دما یکی از شاخص ترین پارامتر های اقلیمی و از اصلی ترین عوامل اثرگذار در برنامه ریزی شهر ها محسوب می شود زیرا هدایت کنندة نوع تسهیلات اختصاص یافته در شهر ها و حتی تعیین کننده ساختار، شکل و بافت شهری است. دمای سطح فاکتور اصلی در تعادل انرژی کره زمین بوده و به عنوان ورودی مدل های تغییرات آب وهوایی و جزایر حرارتی شهری به کار می رود. دمای کلان شهرها در مقایسه با مناطق شهری و روستایی اطراف بیش تر و مشهودتر است که به این پدیده «جزیرة حرارتی شهری» گفته می شود. کلان شهر کرج سومین کلان شهر بزرگ و دومین شهر مهاجرپذیر ایران (پس از کلان شهر تهران) است و به علت داشتن چنین جایگاهی، بررسی حرارتی آن بیش از پیش احساس می شود. در این تحقیق دمای سطح زمین در کلان شهرکرج با استفاده از تصاویر ماهوارة لندست8 (چهار تصویر) در سال های 2013 و 2014، به کمک روش های گوناگون استخراج شد. روش های مورد استفاده شامل پنجرة تکی، سبال، استفان- بولتزمن، تک کانالی (توسعه داده شده توسط مونیوس و سوبرینو[1]، 2003)، تک کانالی (توسعه داده شده توسط مونوس و همکاران، 2014)، پنجره مجزا و دفتر علوم لندست است. در نهایت، با استفاده از شاخص آماری میانگین خطای مطلق روش های گوناگون مقایسه شد و بهترین روش، به واسطه نزدیکی به دادة زمینی انتخاب شد. نتایج نشان داد بهترین روش مورد استفاده روش سبال باند 11 با مقدار میانگین خطای مطلق 98/7 است؛ ضمن آن که در حالت کلی، باند 11 ماهوارة لندست 8، به منظور استخراج دمای سطح زمین نتایج قابل اعتمادتری نسبت به باند 10 تولید می کند. همچنین بررسی نتایج در تاریخ های مختلف مشخص کرد تصاویر نیمة دوم سال در مقایسه با نیمة اول سال، تخمین دقیق تر و نتایج نزدیک تری به واقعیت تولید می کنند.

جهان در حال گرم شدن است و جمعیت جهان به سکونت در شهرها روی می آورند. این دو حقیقت در ظاهر با هم ارتباطی ندارند اما پدیده ای به نام «جزیره حرارتی شهری» این دو را به هم پیوند می دهد. UHI یکی از معمول ترین پدیده های اقلیم شهری است که در آن برخی مناطق شهری، به ویژه مراکز شهرها، چند درجه از مناطق اطراف خود گرم تر می شوند. مطالعه این پدیده و بررسی مکانیسم آن برای برنامه ریزی های شهری اهمیت بسیار زیادی دارد. در پژوهش حاضر، به منظور برآورد LST، از چهار الگوریتم تک کاناله لندست، تک پنجره، معادله پلانک و معادله انتقال تابش در محیط نرم افزار QGIS، در بازه زمانی 2000 و 2019 طی فصل های تابستان و زمستان در شهر بیرجند استفاده شده و نیز اثر تغییر کاربری در جزیره حرارتی بررسی شده است. ابتدا دمای سطح زمین در شهر بیرجند، با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست، 7 سنجنده +ETM و لندست 8، سنجنده TIRS/OLI طی سال های 2000 و 2019 ازطریق چهار روش استخراج شد. به منظور بررسی توانایی کلی الگوریتم ها در محاسبه دمای سطح زمین، شاخص های آماری میانگین خطای مربعات، ضریب ناش ساتکلیف، میانگین خطای مطلق و ضریب تعیین به کار رفت. نتایج نشان داد که الگوریتم تک کاناله لندست، در محاسبه دمای سطح زمین در شهر بیرجند، دقت بیشتری در قیاس با الگوریتم های دیگر دارد.