الگوریتم تک پنجره

مسئله گرمایش زمین عمده ترین دغدغه جهانی در دهه های اخیر بوده است.شناخت روابط بین پدیده-های تاثیرگذار بر آن می تواند راهگشای کنترل و کاهش پدیده زمین گرمایی باشد.هدف پژوهش تعیین رابطه تغییرات کاربری اراضی ناشی از توسعه شهر و تغییرات دمای سطحی آن و نیز عوامل موثر بر نحوه پراکنش جزایر گرمایی در این شهر است. در این بررسی از تصاویر سنجنده ماهواره لندست، و برای برآورد شاخص پوشش گیاهی از باندمادون قرمز و برای تهیه نقشه تغییرات کاربری از روش مفهومی درخت تصمیم استفاده شد. بنابر یافته های پژوهش، اهواز در دوره 32 ساله 1998تا2020، همراه با گسترش کالبدی زیاد، تغییرات کاربری ها بویژه در رابطه با تغییر پوشش گیاهی در مناطق شرقی شهر را تجربه کرده است. حداکثر دما در این دوره افزایش یافته و جزیره گرمایی از مرکز به سمت حاشیه و اطراف شهر تغییر کرده است. تغییرکاربری اراضی سبز به سایر کاربری ها در شهر اهواز با شکل گیری جزیره حرارتی همراه بوده و دمای سطح زمین در شهر، افزایش4 درجه ای را در ایت دوره نشان می دهد.از نظر فضایی بیشترین افزایش حرارت، مربوط به بخشهای شرق و جنوبغرب و غرب است که علت آن در بخش شرقی تبدیل زمین های کشاورزی و دارای پوشش گیاهی به کاربری صنعتی و در قسمت جنوبغربی به دلیل ایجاد کاربری اراضی ساخته شده طریق طرح های آماده سازی است. بدین ترتیب رابطه افزایش دما با تغییر کاربری پوشش گیاهی به اراضی ساخته شده تایید می شود. رابطه همبستگی شاخص NDBI و NDWIبا دما نیز همین رابطه را تایید کرد. کمترین افزایش دمای حرارتی مربوط به نواحی اطراف رودخانه کارون است که به عنوان یک عنصر تعدیل کننده دما در شهر عمل می کند. به دلیل پربارانی سالهای اخیر کشور و پر آب شدن رودخانه کارون جزیره حرارتی از مرکز شهر به اطراف هدایت شده است. نقشه حرارتی در سال 2020 دمای اطراف رودخانه را کمترین مقدار دمایی نشان می دهد.

دمای سطح زمین یکی از مهم ترین عوامل در کنترل فرآیندهای بیولوژیکی، شیمی و فیزیکی زمین است. داده های دمای سطح زمین اطلاعاتی درباره تغییرات مکانی و زمانی سطح زمین در مقیاس جهانی ارائه می دهند. در بسیاری از مطالعات، از جمله تخمین موجودی انرژی، بررسی رطوبت و تبخیر و تعرق، تغییرات اقلیمی، جزایر گرمایی شهری و مطالعات محیط زیستی دمای سطح زمین به عنوان پارامتراصلی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، اندازه گیری دمای سطح زمین به منظور برنامه ریزی برای استفاده از آن امری ضروری است.الگوریتم های زیادی برای تخمین LST با استفاده از تصاویر ماهواره ای، به ویژه باندهای حرارتی، توسط محققان به کار رفته است. در این پژوهش از الگوریتم پنجره مجزا و تک پنجره از تصاویر ماهواره لندست 8 برای بدست آوردن دمای سطح زمین (LST)، در شهر مشهد استفاده شده است. هدف از مطالعه حاضر بررسی توزیع فضایی دمای سطح زمین و همچنین تعیین روشی دقیق، برای تهیه نقشه دمای سطح زمین بوده است. نتایج نشان داد، دمای سطح زمین محاسبه شده به روش تک پنجره و پنجره مجزا در مقایسه با دمای هوای محاسبه شده در ایستگاه هواشناسی مورد نظر به طور میانگین به ترتیب 5.1 و 1.7 درجه سانتی گراد اختلاف داشته اند. بنابراین، می توان گفت که روش پنجره مجزا دارای دقت بالاتری است و دمای بدست آمده از آن با دمای واقعی تطابق بیشتری دارد. تجزیه و تحلیل رگرسیونی LST به دست آمده از این دو الگوریتم نشان می دهد که مقدار R2 آن ها 0.96 است.نتایج این تحقیق می تواند اطلاعات مفیدی را از وضعیت دمای مناطق مختلف در اختیار برنامه ریزان و کارشناسان برای مدیریت کارآمد سرزمین و حفاظت از منابع طبیعی قرار دهد.