مقایسۀ دقت روش‌های مختلف تخمین بخار آب جو در برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهوارۀ‌ لندست 8

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری بیابان‌زدایی، دانشکدۀ منابع‌طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

2 دانشیار، دانشکدۀ منابع‌طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

3 استادیار گروه جغرافیا دانشگاه یزد، یزد، ایران

doi
10.22034/jdmal.2021.244523
چکیده

دما به­‌عنوان یکی از مهم­ترین مؤلفه­‌های فیزیکی، انتقال و تبادل انرژی را بین لایه‌های مختلف زمین و جو کنترل می‌کند. روش‌های برآورد دمای سطح زمین، مبتنی­ بر تصاویر ماهواره‌ای، به متغیرهای سطحی و جوی مانند گسیلمندی سطح، میانگین دمای هوا، ضریب انتقال اتمسفری و بخار آب به­‌عنوان ورودی نیاز دارد. عدم قطعیت در این متغیرها باعث ایجاد خطا در بازیابی دمای سطح زمین می‌شود. هدف از پژوهش حاضر مقایسۀ دقت روش‌های مختلف تخمین بخار آب جو در برآورد دمای سطح زمین با بهره­‌گیری از تصاویر لندست 8 است. به این منظور بخار آب جو، با استفاده از روش‌های تصحیح اتمسفری FLAASH، تصاویر سنجندۀ مودیس و روش SWCVR برآورد شد. سپس تأثیر بخار آب جو بر دقت دمای سطح زمین حاصل از روش‌های پنجره مجزا و تک­ باندی بررسی شد. اعتبارسنجی تصاویر دمای سطح زمین با استفاده از روش اعتبارسنجی تقاطعی و روش مبتنی­ بر اندازه‌گیری زمینی انجام شد. سپس،20 تصویر از ماهواره لندست 8 مربوط به سال‌های 2018 و 2019، برای تخمین بخار آب جو به روش تصحیح اتمسفری FLAASH  و SWCVR و برآورد دمای سطح زمین استفاده شد. از داده‌­های رقومی رادیانس مودیس برای تخمین بخار آب جو و از محصول دمای سطح زمین این سنجنده برای ارزیابی متقابل استفاده شد. دما با استفاده از دماسنج در نقاطی با پوشش همگن برای اعتبارسنجی مبتنی­ بر برداشت زمینی، اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که در میان روش‌های برآورد بخار آب جو، روش SWCVR برای برآورد دمای سطح زمین مناسب‌تر است. روش پنجره مجزای مبتنی بر روش SWCVR کمترین مقادیر RMSE و MADE را به مقدار3.47 و 3.18 نشان می‌دهد. یافته­‌های طبقه‌بندی تصاویر RMSE خوارزمیک (الگوریتم) پنجره مجزای مبتنی بر SWCVR، نشان داد که 1.67 درصد از مساحت منطقه، خطای بیشتر از 4 درجه سانتیگراد و 98 درصد از منطقۀ مطالعاتی دارای خطای کمتر از 4 درجه سانتیگراد است.