تولید تصاویر دمای سطح زمین شبه لندست روزانه با استفاده از تکنیک های تلفیق مکانی زمانی

دمای سطح زمین پارامتری مهم در سیستم های اقلیمی و آب و هوایی، کنترل حرارت سطحی و تبادل آب با اتمسفر می باشد. یکی از راه های منحصربه فرد تخمین این پارامتر مهم اقلیمی، استفاده از فناوری نوین سنجش از دور ماهواره ای می باشد. اما محصولات ماهواره ای دمای سطح زمین یا دارای قدرت تفکیک مکانی پایین می باشند (مانند داده دمای سطح زمین سنجنده مودیس) یا دارای قدرت تفکیک زمانی پایین (مانند دمای سطح زمین سنجنده لندست) که پتانسیل کاربرد آنها را در مطالعات مختلف با محدودیت مواجه می سازد. به منظور غلبه بر این مسئله، در سال های اخیر، استفاده از تکنیک های تلفیق مکانی زمانی به منظور تولید تصاویر با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالای همزمان، مورد تحقیق و بررسی گسترده ای قرار گرفته اند. در این مطالعه برای تولید تصاویر دمای سطح زمین با قدرت تفکیک مکانی لندست 100 متر و قدرت تفکیک زمانی سنجنده مودیس (روزانه)، از الگوریتم انعطاف پذیر تلفیق داده مکانی زمانی FSDAF استفاده شد. نیاز به تعداد تصاویر ورودی کمتر و همچنین مناسب بودن این روش برای مناطق ناهمگن و با تغییرات زیاد پوشش های زمینی، از مزایای این الگوریتم نسبت به دیگر روش های تلفیق مکانی زمانی است. دلیل استفاده از این الگوریتم، بدین منظور، از سه تصویر سنجنده لندست و 4تصویر سنجنده مودیس در حالت هوای بدون ابر، برای تولید تصاویر دمای سطح زمین شبه لندست، استفاده شد. قبل از اجرای الگوریتم تلفیق مکانی زمانی، بایستی تصاویر دو سنجنده پیش پردازش شده و به تصاویر دارای سیستم مختصات ، اندازه پیکسل و منطقه مورد نمایش مشابه، تبدیل گردند. پس از اجرای الگوریتم و تولید تصاویر مصنوعی شبه لندست، اعتبارسنجی کمی و کیفی تصاویر تولید شده توسط مقایسه با تصاویر دمای سطح زمین واقعی لندست انجام شد. ارزیابی کیفی توسط مقایسه قالب ها، بافت ها و تناسب اشیا و عوارض در تصاویر مصنوعی و واقعی؛ و ارزیابی کمی با استفاده از سنجه های آماری ضریب همبستگی ( r)، مجذور مربعات میانگین خطا RMSE و اختلاف میانگین مطلق MAD صورت گرفت. نتایج نشان داد الگوریتم FSDAF هم از لحاظ کیفی و هم از لحاظ کمی، از دقت بالایی در برآورد داده های روزانه دمای سطح زمین برخوردار است. میزان پارامترهای RMSE و MAE تصاویر تولید شده نسبت به تصاویر واقعی لندست به ترتیب بین 1/37 تا 1/61 و 1/04 تا 1/26 درجه سانتی گراد بود. میزان همبستگی بالاتر از 0/87 و اریبی بین 0/18 - تا 1/45 درجه سانتیگراد نیز موید دقت بالای الگوریتم در برآورد دمای سطح زمین شبه لندست در مقیاس زمانی روزانه است. منحنی فراوانی داده هایLST تولید شده در مقابل داده های واقعی دما نیز نشان دهنده تطابق خوب تصاویر مصنوعی و واقعی در برآورد دما بود

کلیدواژه ها:

دمای سطح زمین ، تلفیق مکانی زمانی ، لندست ، مودیس