الگوریتم تک کانال

دمای سطح زمین بر اثر تغییرات ساختار محیط، کاربری، مواد تشکل دهنده سطح و... در طول زمان قابل تغییر است. آگاهی از وضعیت دما سطح کمک زیادی به برنامه ریزی محیطی می کند(شامل چگونگی مصرف انرژی، آسایش حرارتی شهروندان و...). در این تحقیق به بررسی تغییرات دمای سطح شهر کرمانشاه در فاصله بین سالهای 1393-1397 پرداخته شد. در این تحقیق از تصاویر ماهواره لندست 8 و روش الگوریتم تک کانال برای برآورد دمای سطح زمین استفاده شد. نتایج نشان داد در هر دو سال 1393 و 1397 بیشترین سطح شهر را ابتدا محدود دماهای 45-50 درجه سانتیگراد و سپس دمای 40-50 درجه دربر گرفته است. اما در سال 1397 محدوده دمایی تا حداکثر 40 درجه به شدت افزایش یافته است و محدوده بقیه طبقات دمایی کاهش یافته است که بیشترین میزان کاهش مربوط به طبقه بالاتر از 55 درجه سانتیگراد است. نتایج نشان دهنده استفاده هرچه بیشتر از پشت بام های انعکاسی در انتهای دوره مورد مطالعه است.

گرمایش جهانی و جزایر حراتی شهرها یکی از بزرگ ترین چالش های جهان امروز است، به طوری که سالانه همایش های زیادی در سطح ملی و محلی برای جلوگیری، مقابله و تعدیل این پدیده در سراسر جهان برگزار می شود. با وجود توجه قابل ملاحظه جوامع علمی به این مسئله، اما در عمل رشد افسارگسیخته شهرها تمام معادلات و تلاش جامعه علمی را بی اثر می کند. با توجه گسترش شهر و به تبع آن گسترش جزایر گرمایی، جزایر خنک (سرمایی) بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق به منظور درک تاثیر پراکنش فضایی کاربری ها در توزیع فضایی جزایر خنک، ابتدا با استفاده از پردازش تصاویر لندست 8 و الگوریتم تک کانال دمای سطح زمین محاسبه شد و سپس با استفاده از الگوریتم حداکثر شباهت نقشه کاربری اراضی به دست آمد و نهایتا تاثیر کاربری اراضی در شکل گیری جزایر خنک و گرمایی مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج، و پایین ترین میزان جزایر خنک به ترتیب در بهاران، نیاوران و دربند بود و در طرف مقابل بالاترین میزان جزیره حرارتی به ترتیب در محله بوستان ولایت، شهرک شهید باقری و فرودگاه بودند. نتایج نشان داد که بالاترین میانگین دمایی در بین کاربری ها مربوط به مناطق سیمانی/سنگفرش شده(48.3 درجه سانتیگراد) بود و پایین ترین میانگین دما مربوط به کاربری آب(32.4 درجه سانتیگراد) بود. براساس نتایج و مقایسه درصد هرکدام از کاربری های اراضی در مناطق دارای جزایر حرارتی و جزایر خنک، در مناطق سرد سهم پوشش گیاهی و در مناطق گرم سهم کاربری سیمانی/سنگفرش چشم گیر است. با این تفاسیر، یکی از راه های بسیار کارامد برای تبدیل جزایر گرمایی به جزایر خنک، استفاده از گیاهان با نیاز آبی کم در پشت بام ها با عنوان پشت بام های سبز است.

شهرها به دلیل این که محل اصلی تجمع انسان ها هستند، به یکی از کانون های اصلی برای انجام تحقیق تبدیل شدند. یکی از مشکلاتی که امروز گریبانگیر شهر و به خصو شهرهای بزرگ شده است، پدیده جزیره حرارتی شهر است. موارد زیادی در تغییرات فضایی جزیره حرارتی نقش دارد که از جمله آنها فعالیت های انسانی و تغییر در پوشش سطح زمین است که اغلب به کاهش فضای سبز می انجامد. شاخص های پوشش گیاهی متعددی توسعه داده شده است که در این تحقیق شاخص های NDVI و EVI مورد بررسی قرار گرفتند. دمای سطح زمین برای تاریخ 27 مرداد 1400 با استفاده از الگوریتم تک کانال از تصاویر لندست بازیابی و شاخص های مذکور برای تاریخ فوق استخراج شدند. نتایج نشان داد که بیشتر سطح شهر را طبقه دمایی 305-310 درجه کلوین پوشش داده است. با مقایسه شاخص ها و دمای سطح زمین مشخص شد که دمای سطح زمین و پوشش گیاهی رابطه عکس دارند، به گونه ای که در جنوب و شرق دما پایین تر و پوشش گیاهی بیشتر؛ اما این موضوع برای جنوب و غرب عکس این قضیه است. همچنین، رابطه بین دمای سطح زمین و شاخص EVI برابر با 23.31- درصد بود و رابطه آن با شاخص NDVI در حدود 24- درصد بود؛ این موضوع بیانگر این است که این دو شاخص با اختلافی جزئی شبیه به هم هستند.