کالیبراسیون دمای سطح زمین به منظور برآورد دقیق دمای هوای نزدیک به سطح زمین، با استفاده از مدل های ریاضی و مشاهدات ایستگاه های هواشناسی

سال انتشار: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 148

فایل این مقاله در 22 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_GIS-12-3_007

تاریخ نمایه سازی: 24 شهریور 1400

چکیده مقاله:

دمای سطح زمین پارامتری بسیار مهم و کلیدی در بررسی های زیست محیطی، تغییرات آب وهوایی، رطوبت خاک، درصد تبخیر و­ تعرق و جزایر گرمایی شهری شمرده می شود. هدف از پژوهش حاضر محاسبه دمای سطح زمین، با استفاده از تصاویر ماهواره لندست ۸ و کالیبراسیون آن، با استفاده از مدل های ریاضی غیرخطی است. در این پژوهش، به منظور محاسبه دمای سطح زمین، از الگوریتم پنجره مجزا استفاده شده است. در ادامه، از کالیبراسیون دمای حاصل از این الگوریتم به کمک توابع ریاضی رشنال، دمای نزدیک سطح زمین به دست آمده است. الگوریتم پنجره مجزا، برای برآورد دمای سطح زمین، از رادیانس طیفی و گسیل مندی سطح زمین استفاده می کند. به منظور تخمین رادیانس طیفی، از باندهای حرارتی سنجندهTIRS  ماهواره لندست ۸ استفاده شده است. گسیل مندی سطح زمین نیز، به کمک شاخص کسر گیاهی و شاخص پوشش گیاهی (NDVI)، برای باندهای حرارتی سنجنده TIRS محاسبه شده است. همچنین، در این پژوهش، با کمک سری زمانی دمای هوای ایستگاه های هواشناسی، دمای حاصل از مدل پنجره مجزا با استفاده از توابع رشنال کالیبره شد تا دمای هوای نزدیک سطح زمین با دقت بالایی برآورد شود. نتایج مدل پیشنهادی نشان می دهد که کالیبراسیون دمای منتج از مدل پنجره مجزا، با استفاده از توابع رشنال، باعث کاهش میزان خطای RMSE در دو مرحله کالیبراسیون از ۱۳.۴۶۴ درجه سانتی گراد، به ترتیب، به ۱۳.۱۶۹ درجه سانتی گراد و در نهایت، به ۰.۶۶۸ درجه سانتی گراد شده است. با توجه به نتایج و بررسی ها، می توان گفت که درجه و تعداد ترم های موجود در معادلات رشنال در نتایج کالیبراسیون تاثیر بسیاری دارند و انتخاب بهترین مدل می تواند دقت این توابع را افزایش دهد.

کلیدواژه ها:

دمای سطح زمین ، کالیبراسیون ، الگوریتم پنجره مجزا ، لندست ۸ ، توابع رشنال

نویسندگان

سلمان احمدی

دانشگاه کردستان

رضا سودمند افشار

دانشگاه کردستان

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • ابراهیمی، ح.، گندمکار، ا.، المدرسی، س.ع.، رامشت، م.ح.، ۱۳۹۵، برآورد ...
  • امینی بازیانی، س.، زارع ابیانه، ح.، اکبری، م.، ۱۳۹۳، برآورد ...
  • پهلوان زاده، ن.، جانعلی پور، م.، عباس زاده طهرانی، ن.، ...
  • حنفی، ع.، حاتمی، ا.، ۱۳۹۲، تهیه نقشه اقلیمی استان کردستان ...
  • رمضانی خوجین، ع.، خیرخواه زرکش، م.م.، دانشکار آراسته، پ.، مریدی، ...
  • Artis, D.A. & Carnahan, W.H., ۱۹۸۲, Survey of Emissivity Variability ...
  • Barsi, J.A., Barker, J.L. & Schott, J.R., ۲۰۰۳, An Atmospheric ...
  • Barsi, J.A., Schott, J.R., Hook, S.J., Raqueno, N.G., Markham, B.L. ...
  • Benali, A., Carvalho, A.C., Nunes, J.P., Carvalhais, N. & Santos, ...
  • Bussieres, N., Louie, P.Y.T. & Hogg, W., ۱۹۹۰, Progress Report ...
  • Carlson, T.N. & Ripley, D.A., ۱۹۹۷, On the Relation between ...
  • Chai, T. & Draxler, R.R., ۲۰۱۴, Root Mean Square Error ...
  • Chander, G., Markham, B.L. & Helder, D.L., ۲۰۰۹, Summary of ...
  • Chedin, A., Scott, N.A., Wahiche, C. & Moulinier, P., ۱۹۸۵, ...
  • Corbari, C., Mancini, M., Li, J. & Su, Z., ۲۰۱۵, ...
  • Du, C., Ren, H., Qin, Q., Meng, J. & Zhao, ...
  • Gao, C., Li, Z.L., Qiu, S., Tang, B., Wu, H. ...
  • Guha, S., Govil, H., Dey, A. & Gill, N., ۲۰۱۸, ...
  • Guo, G., Wu, Z., Xiao, R., Chen, Y., Liu, X. ...
  • Gutman, G. & Ignatov, A., ۱۹۹۸, The Derivation of the ...
  • Hook, S.J., Gabell, A.R., Green, A.A. and Kealy, P.S., ۱۹۹۲. ...
  • Hough, I., Just, A.C., Zhou, B., Dorman, M., Lepeule, J. ...
  • Ingram, P.M. & Muse, A.H., ۲۰۰۱, Sensitivity of Iterative Spectrally ...
  • Jiménez-Muñoz, J.C., Cristóbal, J., Sobrino, J.A., Sòria, G., Ninyerola, M. ...
  • Jiménez-Muñoz, J.C., Sobrino, J.A., Skoković, D., Mattar, C. & Cristóbal, ...
  • Karnieli, A., Agam, N., Pinker, R.T., Anderson, M., Imhoff, M.L., ...
  • Kealy, P.S. & Hook, S.J., ۱۹۹۳, Separating Temperature and Emissivity ...
  • Landsat Project Science Office (۲۰۰۲) Landsat ۷ Science Data User’s ...
  • Li, Z.L., Tang, B.H., Wu, H., Ren, H., Yan, G., ...
  • Li, Z.L., Wu, H., Wang, N., Qiu, S., Sobrino, J.A., ...
  • Markham, B.L. & Barker, J.L., ۱۹۸۵, Spectral Characterization of the ...
  • Miller, W. & Millis, E., ۱۹۸۹, Estimating Evaporation from Utah's ...
  • Price, J.C., ۱۹۸۰, The Potential of Remotely Sensed Thermal Infrared ...
  • Price, J.C., ۱۹۸۳, Estimating Surface Temperatures from Satellite Thermal Infrared ...
  • Rampal, K.K., ۱۹۷۶, Least Squares Collocation in Photogrammetry, Photogrammetric Engineering ...
  • Rongali, G., Keshari, A.K., Gosain, A.K. & Khosa, R., ۲۰۱۸a, ...
  • Rongali, G., Keshari, A.K., Gosain, A.K. & Khosa, R., ۲۰۱۸b, ...
  • Rouse, J.W., Haas, R.H., Schell, J.A. and Deering, D.W., ۱۹۷۴. ...
  • Schmugge, T.J. & André, J.C. (eds.), ۲۰۱۲, Land Surface Evaporation: ...
  • Serafini, Y.V., ۱۹۸۷, Estimation of the Evapotranspiration Using Surface and ...
  • Skoković, D., Sobrino, J.A., Jimenez-Munoz, J.C., Soria, G., Juşien, Y., ...
  • Sobrino, J.A., Li, Z.L., Stoll, M.P. & Becker, F., ۱۹۹۶, ...
  • Sobrino, J.A., Sòria, G. & Prata, A.J., ۲۰۰۴, Surface Temperature ...
  • Song, W., Mu, X., Ruan, G., Gao, Z., Li, L. ...
  • Williamson, S.N., Hik, D.S., Gamon, J.A., Kavanaugh, J.L. & Flowers, ...
  • Willmott, C.J. & Matsuura, K., ۲۰۰۵, Advantages of the Mean ...
  • Xu, J.Z., ۲۰۰۴, The Rational Function Model (RFM) in Photogrammetric ...
  • Yang, Y.Z., Cai, W.H. & Yang, J., ۲۰۱۷, Evaluation of ...
  • Yang, J.S., Wang, Y.Q. & August, P.V., ۲۰۰۴, Estimation of ...
  • Yoo, C., Im, J., Park, S. & Quackenbush, L.J., ۲۰۱۸, ...
  • Yue, W., Xu, J., Tan, W. & Xu, L., ۲۰۰۷, ...
  • Zeng, L., Wardlow, B.D., Tadesse, T., Shan, J., Hayes, M.J., ...
  • نمایش کامل مراجع