Quantitative assessment of spatio-temporal dynamics of land use/land cover and land surface temperature using different algorithms and landsat imagery

(1)

Quantitative assessment of spatio-temporal dynamics of land use/land cover and land surface temperature using different

algorithms and landsat imagery

Zahra Parvar¹ | Marjan Mohammadzadeh²^ | Sepideh Saeidi³

1. Department of Environmental Sciences, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran. E-mail: [email protected]

2. Corresponding Author, Department of Environmental Sciences, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran. E-mail: [email protected]

3. Department of Environmental Sciences, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran. E-mail: [email protected]

Article Info ABSTRACT

Article type:

Research Article

Article history:

Received 18 October 2022 Received in revised form 19 January 2023

Accepted 20 January 2023 Published online 22 June 2023

Keywords:

Remote sensing,

Normalized Difference Vegetation Index,

Normalized Difference Built- up Index,

Decision Tree Classifier.

Human-induced land use land cover changes have resulted in adverse impacts on the environment at various spatialand temporal scales. Land surface temperature (LST) is an important indicator associated with strong spatio-temporal variability in complex Earth Patterns. Remote sensing is the primary source for various types of thematic data critical to land analysis, including land use data and land surface temperature changes. In this study, first, to analyze the spatial-temporal land surface temperature changes, LST maps were prepared using Radiative Transfer Equation, Single Channel Algorithm, Split Window Algorithm and Two Mono Window Algorithm. Then the performance of Land Surface Temperature (LST) retrieval methods was evaluated. Land use and land cover maps were prepared to investigate the contribution and role of each land use class on the changes of the LST. Also, the effects Normalized Difference Vegetation Index, Normalized Difference Built-up Index and elevation on LST variability were investigated. There was a positive correlation of LST with Normalized Difference Built- up Index and a negative correlation with Normalized Difference Vegetation Index and elevation for all years. Spatio-temporal analysis shows a 6.64°C increase in LST from 1989 to 2021. The results clearly showed the moderating role of vegetation, regardless of its type, on LST. The findings of the present study serve as basic information for future studies to investigate the impact of different policies on LULC change in the region.Also, the obtained results reveal the importance of studying and examining the mentioned changes in order to achieve sustainable development.

Cite this article: Parvar, Z., Marjan Mohammadzadeh, M., & Saeidi, S. (2023). Quantitative assessment of spatio-temporal dynamics of land use/land cover and land surface temperature using different algorithms and landsat imagery.

Journal of Natural Environment, 76 (2), 229-243.DOI: http//doi.org/10.22059/jne.2022.351529.2492 © The Author(s). Publisher: University of Tehran Press.

. DOI: http//doi.org/10.22059/jne.2023.350109.2484

(2)

زرا ی با ی مک ی وپ ی ا یی ناکم ی - نامز ی ربراک ی مز ششوپ/

ی ن امد و ی ز حطس م

ی ن

روگلا زا هدافتسا اب ی

مت اه ی هداد و فلتخم اه

ی تسدنل

رورپ ارهز

|1

هدازدمحم ناجرم

2

پس| ی هد عس ی د

3ی

1 . سدنهم و مولع هورگ ی

حم ی ط زی

،تس ش هدکشناد ی

تلا حم و ی ط زی

،تس زرواشک مولع هاگشناد ی

بط عبانم و یع

ی ا ،ناگرگ ی نار . :همانایار

[email protected] 2 . ،لوئسم هدنسیون سدنهم و مولع هورگ

ی حم ی ط زی

،تس ش هدکشناد ی تلا حم و ی ط زی

بط عبانم و یع ی ا ،ناگرگ ی نار . همانایار :

[email protected] 3 . هورگ سدنهم و مولع ی

حم ی ط زی

،تس ش هدکشناد ی تلا حم و ی ط زی

بط عبانم و یع ی ا ،ناگرگ ی نار . همانایار : [email protected]

هلاقم تاعلاطا هدیکچ

:هلاقم عون ةلاقم

یشهوژپ

رات ی خ رد ی تفا : 22 / 70 / 1471

رات ی خ یرگنزاب : 22 / 17 / 1471

رات ی خ ذپ ی شر : 37 / 17 / 1471

رات ی خ راشتنا : 71 / 74 / 1472

دیلک هژاو :اه

شجنس رودزا

،

لامرن صخاش توافت هدش

گ ششوپ ی ها ی ،

تخاس صخاش زاس و

لضافت ی هدش لامرن

،

هقبط دنب ی مصت تخرد ی

م . غت یی تار ربراک /ی ششوپ مز ی ن شان ی زا تیلاعف یاه ناسنا ی رجنم هب تارثا بولطمان رب طیحم تسیز رد سایقم یاه

ناکم ی و نامز ی فلتخم دش تسا ه . امد ی حطس مز ی ن ی ک صخاش مهم طبترم اب عونت ناکم ی - نامز ی اهوگلا ی پ ی چ ی د ة

مز ی ن تسا . روانف ی شجنس زا رود ن ی ز هب ناونع عبنم لوا ی ه ارب ی عاونا فلتخم هداد اه ی عوضوم ی دروم ن ی زا ارب ی

زجت ی ه و لحت ی ل هداد اه ی ربراک ی مز ی ن و غت یی تار امد ی حطس مز ی ن دربراک ناوارف ی دراد . رد ا ی ن هعلاطم هب م روظن

زجت ی ه و لحت ی ل ناکم ی - نامز ی تارییغت امد ی حطس مز ی ن هشقن ، نآ یاه اب هدافتسا زا شور لداعم ة لاقتنا شبات

،ی

روگلا ی مت کت لاناک کت متیروگلا ود و ازجم ةرجنپ متیروگلا ، هرجنپ

دش هیهت نینچمه . درکلمع شور اه فلتخم ی

زاب ی با ی امد ی حطس مز ی ن دروم زرا ی با ی رارق تفرگ . هشقن یاه ربراک ی و ششوپ مز ی ن تهج سررب ی مهس و ن شق ره

قبط ة ربراک ی رد غت یی تار امد ی حطس مز ی ن هب دمآ تسد ،نینچمه . تارثا

صخاش لامرن هدش توافت ششوپ گ ی ها ی

،

صخاش تخاس و زاس لضافت ی لامرن هدش و عافترا رب عونت امد ی حطس مز ی ن سررب ی دندش . رد مامت لاس اه ی م درو

هعلاطم امد ی حطس مز ی ن اب صخاش تخاس و زاس لضافت ی لامرن گتسبمه هدش ی

تبثم و اب صخاش لامرن هدش

توافت ششوپ گ ی ها ی و عافترا گتسبمه ی فنم ی دراد . هولاع رب

،نآ هیزجت و لیلحت ناکم ی - نامز ی امد ی حطس مز ی ن

ازفا ی ش 24 / 2 جرد ة تناس ی دارگ ار رد امد ی حطس مز ی ن قطنم ة تاعلاطم ی زا ادتبا ی 1292 ات 2721 ناشن داد . اتن ی ج

شقن لیدعت دننک ة ششوپ گ ی ها ی

، فرص رظن زا عون نآ ار رب امد ی حطس مز ی ن هب حوضو ناشن داد . ی هتفا ه ا ی علاطم ة

رضاح م ی دناوت هب ناونع تاعلاطا اپ ی ه ارب ی تاعلاطم و همانرب یر ز ی آ ی هدن تهج سررب ی ثأت ی ر س ی تسا اه ی م فلتخ

غت یی ر ربراک ی و ششوپ مز ی ن رد هقطنم هدافتسا دوش .

دانتسا : رورپ ، ارهز

؛ هدازدمحم ، ناجرم

؛ و یدیعس ، هدیپس ( 1472 .) زرا ی با ی مک ی وپ یا یی ناکم ی - نامز ی ربراک ی مز ششوپ/

ی ن امد و ی مز حطس ی ن زا هدافتسا اب

روگلا ی مت اه ی هداد و فلتخم اه

ی تسدنل یعیبط تسیز طیحم. ،

02 ( 2 ،) 243 - 222 .

DOI:http//doi.org/10.22059/jne.2023.350109.2484

:رشان نارهت هاگشناد تاراشتنا هسسؤم .

(3)

زرا ی با ی مک ی وپ یا یی ناکم ی - نامز ی ربراک ی مز ششوپ/

ی ن امد و ی مز حطس ی ن ...

/ رورپ ناراکمه و

231

همدقم یکی زا تایرورض یدیلک

یارب نتخادرپ هب شلاچ یاه طبترم اب تیریدم

،نیمز یهاگآ زا رد تارییغت یاهدنور شوپ/یربراک

نیمز ش

( )LULC

دوجوم1

تسا . تفرشیپ رد شجنس

،رود زا زا رظن رد سرتسد ندوب ریواصت اب حوضو لااب زا ظاحل یناکم - ینامز س راگزا

هارمه اب نف یاه ناروآون ة شزادرپ

،ریوصت عبانم یدنمشزرا ار

یارب تراظن و یسررب رثؤم تارییغت ایوپ رد مهارفLULC

هدرک .تسا

هشقن یاه تاعلاطا LULC

دیفم ی یارب کرد تلاماعت متسیس

یاه

،یکیزیفوئژ یعامتجا

و یداصتقا یم مهارف

دنروآ

(

Chaudhuri and Mishra, 2016; Rwanga and Ndambuki, 2017

) . ینیشنرهش یکی

زا مهم نیرت لماوع ةدننکزاغآ رییغت

رد لوحت و

LULC

تسا (

Imen et al., 2022

) و یتارییغت هک رد داوم یحطس هب لیلد رییغت ششوپ

،کاخ ،یهایگ س یودیبلآ

حط

داجیا نیمز یم

،دنک رب لداعت یژرنا یلحم ریثأت یم دراذگ و یگژیو یاه

،یشبات

،یترارح

،تبوطر یربز و راشتنا حطس ز نیم و وج

ار رییغت یم دهد (

, 2017 et al.

, 2021; Mathew et al.

Almeida

) هولاع . رب

، LULC

یامد حطس ( نیمز

LST2

) یکی رگید

زا یاهریغتم مهم

تملاس طیحم تسا هک هب یتحار یم ناوت زا هداد یاه شجنس رود زا جارختسا هب و درک تدش رد کرد ریثأت رییغت

LULC

رد قطانم فلتخم بیسآ ریذپ دراد تیمها یطیحم (

Chaudhuri and Mishra, 2016

)

.

هک LST

هب ناونع یامد

زین کیرتمویدار هتخانش

یم

،دوش هب هزادنا یریگ میقتسم یامد حطس نیمز هراشا دراد . فلاخرب هزادنا یریگ یاه هاگتسیا یاه

یسانشاوه هک

یامد کیدزن حطس ار تبث یم

،دننک سایقمLST

قیقد یرت زا هیزجت لیلحت و ار ناکما ریذپ یم هب ،دنک یروط هک

یم دناوت رد یقطانم اب ششوپ یهایگ یامد ،مکارتم گرب

یاه جات

،ششوپ رد قطانم یارب ششوپ یهایگ

،مک هعومجم یامد جات

،ششوپ ةقبط نیریز (

،مادنا هخاش اه و هریغ ) و حطس کاخ رد و نیمز یاه )ریاب( یهایگ ششوپ نودب یامد

دنچ رتمورکیم ب یلاا

حطس کاخ ار ناشن دهد (

Almeida et al., 2021

) قیبطت . یریذپ هداد یاه رد LST

فیط هدرتسگ یا زا تاعلاطم یتاقیقحت مولع

نیمز دننام تراظن رب تارثا شیامرگ یناهج رب هچایرد

،اه مک ی ندرک رثا ةریزج ییامرگ

،یرهش کرد رتهب ییایوپ ییاضف جاوما

نینچمه .تسا هدش هداد ناشن امرگ رد

شخب

،یزرواشک یرس

یاه ینامز هداد یاه

LST

هب روط لومعم یارب دیلوت صخاش ییاه

یارب هشقن یرادرب زاین یترارح یزرواشک تلاوصحم هب

روظنم صخشم ندرک

قطانم هوقلاب دشر تلاوصحم هدافتسا

یم ش دو

(

Hulley et al., 2019

) .

تاعلاطم لبق ی هبنج زا نیمز حطس یامد رب نیمز ششوپ و اه یربراک تارثا هدومن یسررب یفلتخم یاه

دنا (

Guha et al.,

2018; Yeneneh et al., 2022

) . ( ناراکمه و Feng

2712 طباور ،) نیب و LST

صخاش یاه ششوپ فلتخم کی رد نیمز

لماوع و دندرک یسررب یرهش ةقطنم بلاغ

صخاش تخاس و زاس لضافت ی لامرن

3هدش ( )NDBI

و هب لابند نآ صخاش بآ لضافت ی

لامرن

4هدش ( ) NDWI

و صخاش لامرن هدش توافت ششوپ گ ی ها

5ی ( )NDVI

دوب . رد یلاح هک صخاش یاه ششوپ نیمز لماوع

رب راذگریثأت بلاغ

،دندوبLST

لماوع ترواجم یکیدزن و دننام ییاضف

لصاوف ات زکرم هداج و رهش یاه

یلصا زین هب روط لباق یهجوت

رب دوب راذگریثأتLST

(

Feng et al., 2019

).

Imen

( ناراکمه و 2722

طبار ،) ة نیب وLULC

ینامز ةزاب کی رد ارLST

33

بآ یاراد هک ریازجلا رد املئوگ رهش رد هلاس یاوه و

همین کشخ اب ناتسمز یاه یسررب تسا کنخ دوجوم تاعلاطم .دندومن

ن ناش

یم دهد هک صخاش یاه

LULC

دننام

، NDVI

، NDBI NDWI

اب

LST

ینعم یگتسبمه یراد

دنراد و تارییغت رد نیا صخاش اه

ریثأت لباق یهجوت رب

LST

دراد (

Chaudhuri and Mishra, 2016

)

.

د کر طباور ییاضف نیب و LST

ششوپ

،نیمز یم دناوت هب لومرف یدنب شهاک امد کمک دنک نیا زا . ،ور هیزجت لیلحت و ا یاهوگل

ییاضف

LST

و ییاسانش لماوع راذگریثأت نآ اه مهم تسا . (

Feng et al., 2019

).

میلقا یلحم اهرهش

ًاتدمع هب لماوع یفارگوپوت

و یکیزیف رد سایقم نلاک و نایم سایقم ( تیعقوم

،ییایفارغج یتسپ

یدنلب و

،اه ةخرچ بآ و هریغ ) یگتسب دراد و ب ه تارییغت

ینامز و یناکم لماوع ساسح هطوبرم تسا

(

Martinelli and Matzarakis, 2017

) رثا . تارییغت رد هبLST

لیلد رییغت رد عافترا

زین دیاب رد قطانم یعیسو

هک نیمز حطسم تسین

رد رظن هتفرگ .دوش

Njoku

و

Tenenbaum

___________________________________________________________

1Land Use Land Cover (LULC)

2Land Surface Temperature

3Normalized Difference Built-up Index (NDBI)

4The Normalized Difference Water Index (NDWI)

5Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)

(4)

یعیبط تسیز طیحم

، هرود شش و داتفه هرامش ،

2 ،

2042 232

( 2722 ) زا شور ةناتسآ

NDVI

یارب هقبط یدنب هتسد یاه لتخم ف هدافتسا یرهشLULC

نازیم و دندرک طابترا

نیب

، LULC

،عافترا وLST

کرحم یاه تارییغت یناکم و ینامز هب .دندومن یسررب ار یم رظن

مدع دسر همانرب

یزیر یلکشمLULC

رد سایقم

یلحم و هقطنم ةلئسم کی هب هک تسا یا یدج

رد هعلاطم تارییغت کیژولوکا رد

رسارس ناهج لیدبت .تسا هدش نینچ

ت یتارییغ

ایپ یاهدم یدایز یارب هعماج

،یرشب بات یطیحم یروآ و

لئاسم طوبرم هب

،بآ دننام رییغت

،باناور ذوفن و ةیلخت بآ یاه ز ینیمزری

دراد (

Aboelnour and Engel, 2018

) حطس یامد دروآرب تاعلاطم ماجنا ،قوف عبانم رورم هب هجوت اب . لماوع ییاسانش و نیمز

هب نآ رب رثؤم یاهرایعم و هب یرورض یناهج حطسرد یشهوژپ زاین کی ناونع

یم رظن رضاح ةعلاطم ماجنا زا فده نیاربانب ،دسر

متیروگلا ةسیاقم هدنجنس زا هدافتسا اب نیمز حطس یامد دروآرب فلتخم یاه

هراوهام ریواصت فلتخم یاه یسررب و تسدنل یا

ییایوپ

نامز یارب .تسا نیمز حطس یامد رب راذگریثأت لماوع یناکم و ی کرد

دنیآرف ینیشنرهش و

هیزجت لیلحت و ریثأت نآ رب یرادیاپ

یطیحم هقطنم یرورض تسا هک کی هقطنم هب ناونع کی لک هتفرگ رظن رد دوش

هچرگا.

ات هب

،زورما تاعلاطم ددعتم ی وی گژ ی اه ی

اضف یی امد ی یرهش ةدودحم رد نیمز حطس هدومن یسررب ار

دنا (

Arab et al., 2022; Parvar et al., 2022

)،

لاح نیا اب

تاعلاطم رتمک ی رب یور اهوگلا و یاهدنیآرف رییغت

و LULC

ردLST

کی ةرتسگ ییاضف گرزب رت رتارف(

زا ةدودحم م )رهش زکرمت

هدش هب درونجب رهش رضاح شهوژپ رد .تسا .تفرگ رارق یسررب دروم یتاعلاطم ةقطنم ناونع

شور شهوژپ یسانش

ةقطنم دروم هعلاطم ینوگمهان یاراد هعلاطم دروم ةقطنم هک اجنآ زا:

هدودحم ،شهوژپ نیا رد ،تسا یرایسب یاه تحاسم هب یا

1247 نیمز و درونجب رهش لماش عبرمرتمولیک هب نآ فارطا یاه

یتاعلاطم ةقطنم ناونع درونجب رهش طسوتم عافترا .دیدرگ باختنا

1717 رهش نیا .تسا ایرد حطس زا رتم هب

ناونع زکرم ناتسا ناسارخ

،یلامش رد ًابیرقت زکرم ییایفارغج لامش ناسارخ ناتسا

ی عقاو

هقطنم .تسا هدش زا

هب لامش تاعافترا هرق غاب و هوک

،روخآ زا قرش هب ةناخ ورس زا ،یلیمش بونج

هب دولانیب و زا برغ هب ب دنل ی یاه

ولناردب دودحم یم دوش . بآ و اوه زا عون همین کشخ ات کشخ اب ناتسبات مرگ یاه و

ناتسمز یاه درس و ینلاوط تسا یاپ رب . ة

نکسم و سوفن یمومع یرامشرس رد

لاس 1325 رهش نیا تیعمج 229231

رد( رفن 20335 هدوب )راوناخ تسا

. لکش 1 ارش ی ط

لک ی هقطنم زا رظن ش ی

،ب

،تهج

،عافترا اس ی ه نشور و عقوم ی ت نآ ار ناشن م ی دهد .

هیزجت دنیآرف لیلحت و

هداد هشقن ةیهت و اه مرن طیحم رد اه

یاهرازفا

ENVI 5.3

،

ArcGIS 10.8 (ESRI)

و

Google

EarthPro

و

Excel

هشقن هیهت هب طوبرم تابساحم و تفرگ تروص مرن طیحم رد نیمز حطس یامد یاه

و نوتیاپ رب ینتبم رازفا

نتم زاب طسوت هدش هیهتLST

Parvar

و

SalmanMahini

( 2723 ) ش ماجنا د . رادومن ینایرج نیا دنیآرف رد لکش 2 هصلاخ هدش

تسا .

لکش 1 هشقن . ( عافترا یموقر لدم یاه

،)A هیاس ( نشور ( بیش ،)B و )C

( تهج و )D ( هعلاطم دروم ةقطنم تیعقوم )E

(5)

ی ن امد و ی مز حطس ی ن ...

/ ناراکمه و رورپ

233

هداد اه و شور راک

تلاوصحم رس

ی تسدنل رد :

ا ی ن هعلاطم زا واصت ی ر هراوهام ا ی هب لد ی ل حوضو

،لااب ناکما حصت ی ح وج ی و هب ناسرزور ی س ر ی ع و

پی

،هتسو هب ناونع عبنم هداد هدافتسا هدش تسا . هراوهام یاه تسدنل یرس زا

لاس 1202

ًابیرقت هب روط هتسویپ و اب کی ةخرچ رارکت

12 هزور زا نیمز یرادربریوصت م

ی دننک تاعلاطا.

قیقد رد دروم تسدنل تیاس رد

USGS2

تسا سرتسد رد .

زا شهوژپ نیا رد

راهچ ریوصت نودب ربا

< ( 17

% ) هب طوبرم تسدنل لاس

یاه 1292

، 2772

، 2713 و 2721 یارب دیلوت هشقن یاه وLULC LST

هدافتسا دش . مزلا هب رکذ تسا رقت ی

ًاب مامت واصت ی ر تسدنل رد ی ک هام صخشم )تسوگا(

اب حوضو اضف یی 37 رتم هت ی ه هدش دنا

( لودج 1 .) کیرتمویدار و یسدنه تاحیحصت ،ریواصت شزادرپ زا شیپ لامعا

دش ریواصت هک اج نآ زا . رد

هزاب یاه ینامز م فلتخ

و رد هجیتن طیارش یوج یتوافتم تبث هدش

،دنا تاحلاصا یوج

اب هدافتسا زا لوژام

FLAASH

رد مرن رازفا پENVI

هدای یزاس دش .

هیزجت لیلحت و لماش شیپ شزادرپ

،ریواصت هقبط

،یدنب جارختسا صخاش یاه ششوپ نیمز و NDVI

وNDBI

یبایزرا یامد

نیمز حطس اب

هدافتسا زا یاهدناب یترارح رد هعومجم تسا تسدنل ةداد .

یارب هب تسد ندروآ مسجت رتهب طیحم یاه یرهش زا

ریواصت یبیکرت اب بیکرت دناب یگنر بذاک زا یاهدناب

RGB= 543

یارب

Landsat 8

،

RGB= 432

یارب

Landsat 5 TM

و

Landsat 7 ETM+

هدافتسا دش . هداد تسا رکذ هب مزلا یجنسرابتعا یارب نیمز تقیقح یاه

LULC

سکع زا و ییاوه یاه

Google Earth

هب دمآ تسد

.

___________________________________________________________

6https://www.usgs.gov/core-science-systems/nli/landsat

لکش 2 رادومن . راک شور ینایرج

(6)

2 ،

2042 234

هداد اه ی امد هداد زا : هب طوبرم تسدنل یاه 4

فلتخم خیرات ارب

ی یبایزرا هسیاقم یا درکلمع بLST

ه تسد هدمآ زا شور ةلداعم

لاقتنا یشبات (0

)،RTE

متیروگلا یاه کت لاناک (9

)SCA

ةرجنپ ،

2ازجم ( )SWA

ود و متیروگلا کت هرجنپ (17

) MWA

هدافتسا دش .

هداد یاه سانشاوه ی زا هداد ( درونجب یسانشاوه هاگتسیا یاه ناماس

ة تساوخرد و

شورف هداد اه ی نامزاس سانشاوه ی

(

https://data.irimo.ir/withoutlogin/index.aspx

)

نینچمه و

بو تیاس سانشاوه

ی

ogimet

(

https://www.ogimet.com/gsynres.phtml.en

) هب تروص تعاس هب ی دمآ تسد .

لودج رد 1

تاعلاطا طوبرم

هب هداد یاه

تسدنل .تسا هدش رکذ یوج یاهرتماراپ و

هت ی ة ةشقن ربراک ی / ششوپ مز ی ن هب شور تخرد مصت ی م ارب : ی قفوم ی ت مآ ی ز ندوب آرف ی دن هقبط دنب ی واصت ی

،ر لماوع ددعتم ی

زا هلمج رد سرتسد ندوب واصت ی ر اب ک یف ی ت تسدنل و هداد اه ی وناث ی

،ه آرف ی دن هقبط دنب ی قد ی ق و برجت ی تا و صصخت ربراک زا ور ی ه اه

رد رظن هتفرگ م ی وش د (

Rwanga and Ndambuki, 2017

).

هشقن ةیهت هک نیا هب هجوت اب ساسح و مهم یدنیآرف یربراک یاه

لیلحت و یدعب تابساحم رد راک یجورخ و هدوب هشقن هعلاطم نیا رد ،دراد ییلااب تیمها اه

کمک اب نیمز ششوپ و یربراک یاه

هعومجم شور زا یا هقبط زا هدافتسا تیاهن رد و هدش تراظن ،هدشن تراظن یاه

تخرد یدنب میمصت

اب 11

مرن رازفا

ENVI 5.3

هقبط یدنب دندش راتخاس . هقبط یدنب فیرعت هدش طسوت کی تخرد میمصت زا هداد یاه یشزومآ اب هدافتسا زا کی ور ش یرامآ

نیمخت هدز یم دوش . تخرد یاه

،میمصت متیروگلا یاه هقبط یدنب دنتسه هک کی هعومجم هداد

ار هب ریز هعومجم یاه نگمه

میسقت یم دننک (

Punia et al., 2011

).

جیارNDVI

نیرت و نیرتدربراکرپ یارب صخاش

جارختسا ششوپ یهایگ تسا . یارب زینNDBI

ییاسانش قطنم ة ناسنا خاس ت

ریاب نیمز ای و هدافتسا

یم دوش . نیا ود صخاش ار یم ناوت یارب هتسد یدنب عاونا فلتخم ابLULC

ریداقم ناتسآ ة بسانم راکب درب .

یارب یبایتسد هب هقبط یدنب قیقد

،رت نکمم تسا زا یاهرگلمع یلوب

یور یاهدناب یفیط صخاش اه هدافتسا دوش ؛ ما ا نیا ریداقم

هناتسآ نکمم تسا هب لیلد طیارش یوج توافتم دنشاب . نینچمه نیا

ریداقم نکمم تسا یارب هقبط یدنب ماغدا LULC

دنوش

(

Guha et al., 2018

).

یربراک عاونا نتفرگ رظن رد اب یربراک عون شش لماش ،نیمز حطس یامد تارییغت رظن زا

قطانم ناسنا تخاس ینوکسم قطانم(

ناسنا قطانم زا یخرب و ییاتسور ،یرهش تخاس

( یزرواشک ،) مز

ی ن اه ی دی م و اب ششوپ گ ی ها ی عض ی ف ی ا مز ی ن اه ی اهر هدش و

اب ی ر تخرد قطانم و لگنج ،غاب( غاب ،) هوبنا یهایگ ششوپ و هدش یراک

) هداج ،)رهش ةدودحم رد زبس یاضف( یرهش زبس یاضف و

( هار اه ی لصا ی و خ ی نابا اه )،

)ریاس و عتارم لماش( عترم یکی .دندش ییاسانش

زا مهم نیرت لحارم ییاهن رد دنیآرف هقبط

،یدنب را یبایز

تقد تسا . فده زا یبایزرا

،تقد یبایزرا یمک نیا تسا هک هنوگچ لسکیپ اه هب روط رثؤم رد هقبط یاه ششوپ نیمز هب ط حیحص رو

___________________________________________________________

7Radiative Transfer Equation

8Single-Channel Algorithm

9Split-Window Algorithm

10Mono-Window Algorithm

11Decision Tree classifier

لودج 1 . تاعلاطا طوبرم هب هداد یاه تسدنل یوج یاهرتماراپ و (

زا لاس 1191 ات 2221 )

هدنجنس رات

ی خ رد نامز و ی تفا وصت ی ر

(UTC) ناوت

کفت ی ک

)رتم(

سم ی ر در/

ی T0 ف (°C) RH

(%) P

(mb) عافترا

(km)

تسدنل 5

TM 1292^/79^/79^-72^:12^:72

37 734

- 121 ---- ----

---- 704

/ 1

1225^/79^/25^-75^:52^:70 37

734 - 121 ---- ----

---- 704

/ 1

2779^/70^/20^-72^:35^:39 37

734 - 121 22 39

3 / 995 704 / 1

تسدنل 0 2772^/79^/74^-72^:30^:21 37

734 - 121 22

9 / 22 2 / 990 704 / 1

تسدنل 2713^/79^/22^-72^:51^:12 9

37 734

- 121 0 / 25 2 / 22 2 / 922 704 / 1

2721^/79^/12^-72^:42^:12 37

734 - 121 3 / 24 1 / 23 2 / 923 704 / 1

( یبسن تبوطر )RH

- ( حطس هب کیدزن یامد )T0

- ( راشف )p

(7)

ی ن امد و ی مز حطس ی ن ...

235

هنومن یرادرب هدش نا د ریواصت زا اب

حوضو

،تسدنل یلااب

Google Earth

هقبط ییاسانش یارب تشادرب اب و اه

197 هنومن مامت زا

دش هدافتسا تحص یبایزرا تهج هقطنم .

زاب ی با ی امد ی حطس مز ی ن اب: هدافتسا زا لدم حیحصت یرفسمتا هیزجت

و لیلحت عیرس طخ دید - رفسمتا (12

FLAASH

،) هداد یاه

یرس ینامز

Landsat

یارب یبایزاب سنایدار یفیط یلااب ( رفسمتا ) TOA

حیحصت دندش . دادعا یلاتیجید ریوصت

ادتبا هب سنایدار

یفیط و سپس هب دندش لیدبت ییانشور یامد یاهدناب هعلاطم نیا رد .

نودام زمرق یترارح عاونا فلتخم ریوصت دناب لماش تسدنل

2 تسدنل یارب 5

ةدنجنس وTM

تسدنل 0 ةدنجنس دناب وETM

17 و 11 ةدنجنس

OLI/TIRS

یارب دروآرب

LST

هدافتسا دش .

دناب 11 وگلا رد اهنت متیر

دش هدافتساSWA

. سپس ارب ی زاب ی با ی امد ی حطس مز ی ن متیروگلا هرجنپ کت یاه (

Qin et al., 2001;

Wang et al., 2015; Rongali et al., 2017

) لاناک کت ، (

Cristóbal et al., 2018

) رجنپ ، ة ازجم (

Sobrino et al.,

2008; Rongali et al., 2018

) یشبات لاقتنا ةلداعم و (

Diaz et al., 2021

) وم دنتفرگ رارق یسررب در .

صخاش اه ی ط ی ف ی اب : هجوت هب ا ی هکن صخاش یاه یفیط و

LST

رد مه اب طابترا دنتسه (

Guo et al., 2020

)،

رضاح قیقحت رد

یارب نییعت ةطبار نیب یامد حطس نیمز اب ششوپ یهایگ و ییایوپ ةقطنم ناسنا تخاس ، وNDVI

هبساحمNDBI

دش .

NDVI

باتزاب یحطس ار هزادنا یریگ یم

،دنک رد دروآرب دشر ششوپ یهایگ و ز تسی هدوت دیفم تسا و زا تبسن نیب باتزاب ب یلاا رفسمتا

13

( )TOA

دناب زمرق و دناب نودام زمرق کیدزن ( )NIR

ساسارب ةطبار 1 لصاح یم دوش ( Rongali et al., 2018 )

:

NDVI =^NIR−RED_NIR+RED 1ةطبار

بساحم ة ابNDBI

هدافتسا زا اهدناب ی نودام زمرق م ی نا ی ( )MIR

و نودام زمرق دزن ی ک ( )NIR

ارب ی هداد اه ی تسدنل اب هدافتسا

زا ةطبار 2 ماجنا دش (

Zha et al., 2003

):

NDBI =^MIR−NIR

MIR+NIR 2ةطبار

ی هتفا یاه شهوژپ

هشقن اه ی امد ی حطس مز ی ن رد : لکش 3 هشقن یاه هبLST

تسد هدمآ هدنجنس زا اه

ی Landsat 5 TM ،

Landsat 7

و ETM+

Landsat 8 OLI/TIRS ةطبار زا هدافتسا اب

لاقتنا يشبات (

Diaz et al., 2021

) متیروگلا ، کت

لاناک

(SCA Cristóbal et al., 2018; Jiménez-Muñoz and Sobrino, 2003; Isaya Ndossi and Avdan, 2016

و )

متیروگلا کت

هرجنپ (MWA Qin et al., 2001 )

لاس یارب یاه

2002 ات 2022 س متیروگلا کی و دا

ة هرجنپ کت

MWA

(

Rongali et al., 2017

) لاس یارب یاه

1292 و 1225 هئارا هدش دنا . لاس یارب یوج تاعلاطا هک اجنآ زا اه

2191

و 2111 ( هداس ةرجنپ کت متیروگلا کی زا اهنت دوبن سرتسد رد

Simple MWA

رد یوج یاهرتماراپ هب یزاین هک )

لاس نیا رد درادن امد دروآرب دش هدافتسا اه

(

Rongali et al., 2017

) هشقن . یاه هب LST

تسد هدمآ زا متیروگلا کت

لاس مامت یارب هداس ةرجنپ لکش رد اه

4 .تسا هدش هئارا

ازجم هرجنپ متیروگلا (SWA

Jimenez-Munoz and Sobrino, 2008

) اهنت نیاربانب ،دراد زاین یترارح دناب ود هب هداد

یاه

تسدنل ریواصت 9

( دنراد یترارح دناب ود هک 2713

و 2721 ) یامد دروآرب یارب لاس نیا رد نیمز حطس

لکش( دش هدافتسا اه 5

) .

دناب 11 تسدنل 9 رتشیب تحت ریثأت بذج راخب بآ رارق یم دریگ و تبسن هب یاهاطخ لیافورپ یوج ساسح رت تسا یا اب . دوجو ن

هب متیروگلا نیا زا یبوخ جیاتن تاعلاطم یخرب هدروآ تسد

دنا . روگلا ی مت ردSW

ب ی ن مه ة متیروگلا یاه لمع یا ت ی دروم هدافتسا ارب ی

زاب ی با ی نتبمLST

ی رب اضف بوبحم نیرت تسا (

).

هداد یاه درونجب هاگدورف یسانشاوه یارب

یبایزرا تقد ریداقم

LST

هب تسد هدمآ زا هدنجنس اه هدافتسا ةسیاقم و یسررب .دش

هب جیاتن هداد اب هدمآ تسد تسدنل رد داد ناشن یسانشاوه هاگتسیا یاه

0 و 9 ، جیاتن RTE

کیدزن هداد هب یرت هاگتسیا یاه

انشاوه دراد یس نینچمه . تسدنل یارب هداسMWA

5 لودج( تشاد یلوبق لباق جیاتن 2

) یفرط زا . وMWA

تسدنل ردSCA

___________________________________________________________

12Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Hypercubes (FLAASH) model

13Top of the Atmosphere (TOA)

(8)

2 ،

2042 236

0 رادقم و دنتشاد ییلااب ریداقم اطخ

ی رذج م ی گنا ی ن تاعبرم ( یم ناشن ار فلاتخا نیا )RMSE

دهد .

Rongali

و ناراکمه ( 2719 )

ات 5 جرد ة تناس ی دارگ رد نیمز حطس یامد ةسیاقم رد فلاتخا و MWA

هداد ابSWA

دندومن هدهاشم یسانشاوه هاگتسیا یاه .

هاگ ی

،تاقوا هتسب هب ارش ی ط بآ و اوه یی و اس ی ر

،لماوع توافت اه یم دناوت گرزب دشاب (

).

وگلا ی ناکم ی و نامز ی ربراک ی / ششوپ مز ی ن هشقن جیاتن : عاونا یاه

یربراک و تارییغت قطنم ردLULC

ة هعلاطم دروم زا

لاس یاه 1292 ات 2721 رد ینامز ةزاب 32

هلاس رد لکش 2 هئارا هدش تسا هک لماش : قطانم ،عترم ،هداج ،غاب یربراک ناسنا

تخاس ،

لکش 3 . زا لصاحLST متیروگلا یاه ةبار و هرجنپ کت ،هلاناک کت لاقتنا

یشبات لاس یاه 2222 ، 2229 ، 2213 و 2221 تسدنل

5،7 و 9

لکش 4 ةشقن . لاس هداس هرجنپ کت متیروگلا کی زا هدمآ تسد هبLST

یاه 1191 ات 2221

(9)

ی ن امد و ی مز حطس ی ن ...

237

تسا یزرواشک و یرهش زبس یاضف .

بیرض اپاک هقبط یدنب یارب ةمه لاس یلااب اه 97

دصرد هب تسد دمآ . رض ی ب اپاک هب ی ک

رازبا درادناتسا ارب ی زرا ی با ی تقد هقبط دنب ی هقبط رتشیب تقد رتلااب ریداقم و تسا ریواصت یم ناشن ار یدنب

دهد (

Rwanga and

Ndambuki, 2017

) . ساسارب اتن ی ج هب تسد

،هدمآ رد لاس 1292 قطانم ناسنا تخاس هک دودح 22 / 7 دصرد زا تحاسم هقطنم

( 05 / 17 ک ی عبرمرتمول )

ار هب دوخ صاصتخا هداد

دوب رد لاس 2721 دزن ی ک هب 37 ک ی عبرمرتمول سر

ی هد تسا .

،سکعرب رد

لاس 2721

لکش 7 . شقن ة هبLST تسد هدمآ زا روگلا ی مت کت هرجنپ ازجم لاس اه ی 2213 و 2221 تسدنل 9

لودج 2 ریداقم ةسیاقم . هبLST

شور اب هدمآ تسد یاه

،MWA ،SCA وRTE هداد ابSWA

یسانشاوه هاگتسیا یاه SWA

( C°)

SCA ( C°)

RTE ( C°)

MWA ( C°)

Simple _MWA (

C°)

نیگنایم امد

امد رثکادح خیرات هدنجنس

- - - - 41 25/2 35 1292^/79^/79 5 تسدنل

- - - - 34 25/2 34/2 1225^/79^/25

- 57 47 57 45 22/7 33/2 2772^/79^/74 0 تسدنل

- 40 43 49 42 22/7 33/4 2779^/70^/20 5 تسدنل

43 43 35 47 32 23/5 33/2 2713^/79^/22 9 تسدنل

42 43 32 41 47 23 /2 31 /2 2721^/79^/12

21 /

2 13/72 2/32 12/57 9 /94 ^RMSE¹

لکش 6 ةشقن . هشقن لاس نیمز ششوپ/یربراک یاه یاه

1191 - 2221