به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « thermal remote sensing » در نشریات گروه « کشاورزی »

  • محمدحسین تقی خانی، سمیه سیما*، ایمان رییسی دهکردی، نعمت الله کریمی

    پایش دمای سطح زمین با استفاده از فن آوری سنجش از دور و بررسی تغییرات زمانی و مکانی آن در مطالعات مختلفی نظیر تغییرات کاربری اراضی، کشاورزی و تشخیص خشکسالی به ویژه در مقیاس محلی اهمیت دارد. با این وجود در حال حاضر محصولات دمای سطح که از قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا برخوردار باشند در دسترس نیست. از این رو، استفاده از مدل های ریزمقیاس سازی به منظور تولید نقشه دمای سطح با قدرت تفکیک مکانی بالا از سنجنده های با قدرت تفکیک زمانی مناسب مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، با استفاده از مدل PyDMS  و تصاویر سنتینل 2، ریزمقیاس نمایی دمای سطح زمین حاصل از تصاویر ماهواره ای سنتینل 3 انجام و نقشه دمای سطح زمین با قدرت تفکیک مکانی 20 متر در شهر اصفهان تولید و نتایج حاصل از این مدل با داده های اندازه گیری زمینی دمای سطح در عمق 5 سانتی متری ایستگاه های هواشناسی صحت سنجی شد. نتایج نشانگر ضریب همبستگی بالاتر از 74/0 در هر 3 ایستگاه و خطای RMSE معادل 7/6، 0/4  و 5/15 درجه سلسیوس به ترتیب در سه ایستگاه اصفهان ، کبوترآباد و فرودگاه به ترتیب معادل  می باشد. همچنین االگوی مکانی دمای سطح حاصل از این مدل با الگوی مکانی محصولات دمای سطح لندست 8، سنتینل 3 و مادیس تطبیق دارد. یافته های این پژوهش حاکی از امکان تولید نقشه های دمای سطح زمین با قدرت تفکیک مکانی 20متر و گام زمانی کمتر از هفته ای با استفاه از الگوریتم PyDMS و اعمال تصحیح اریبی با داده های زمینی است. تولید نقشه های دمای سطح با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا برای بسیاری از کاربردها نظیر مدیریت خاک و محصول، برآورد تبخیرتعرق و مدیریت آب آبیاری مفید است.

    کلید واژگان: محصولات دمای سطح ماهواره ای, ریزمقیاس سازی, سنجش از دور حرارتی}
    MohammadHosein Taghikhani, Somayeh Sima *, Iman Raissi Dehkordi, Neamat Karimi

    Monitoring land surface temperature (LST) using remote sensing data and examining its temporal and spatial variation is important in various studies such as environmental research, land use change, water resources management, and drought monitoring, especially at local scales. Remote sensing data can provide a long-term and continuous spatial coverage of LST. However, LST data retrieved from thermal infrared (TIR) band imagery have a coarser spatial resolution than surface reflectance (SR) data collected from shortwave bands on the same instrument. LST products with high spatial and temporal resolutions are not yet available. Therefore, several downscaling algorithms to produce high-resolution LST maps from sensors with appropriate temporal resolution have been developed recently. In this study, thermal sharpening of land surface temperature obtained from Sentinel-3 satellite images with a spatial resolution of 1 km and temporal resolution of less than 1 day was carried out using the PyDMS model and Sentinel-2 images to produce LST maps with a spatial resolution of 20 meters for Isfahan, Iran. PyDMS is a machine learning algorithm based on decision tree regression that relates the reflectance of high-resolution bands to the LST of the corresponding low-resolution image. The results of this model have been compared against the LST measurements at a depth of 5 cm in three meteorological stations including Isfahan Airport, Isfahan, and Kaboutarbad. Moreover, LST products of MODIS and Landsat-8 have been used to assess the consistency of the sharpened LSTs. The results show that the correlation coefficient is higher than 0.74 in all 3 stations and the RMSE error is equal to 6.7, 4.0 and 15.5 °C in Isfahan, Kabutrabad and the airport, respectively. Moreover, the spatial pattern of the sharpened LST is compatible with the spatial pattern of the LST products of Landsat 8, Sentinel 3 and MODIS. The findings of this study indicate the promising application of the PyDMS algorithm for producing LST maps with a spatial resolution of 20 meters and temporal resolution of fewer than 7 days, though bias correction using in situ LST can improve results. Production of LST maps with both high spatial and temporal resolutions is extremely useful for many practical applications such as soil and crop management practices, evapotranspiration estimation, and irrigation water management.

    Keywords: Satellite-derived Land surface temperature, Sharpening, thermal remote sensing}
  • نیوشا دیوسالار، محمود هاشمی*، سجاد کربلای صالح

    داده های سنجش از دور نقش مهمی در برنامه ریزی و پایش محیط زیست دارند. هدف از این پژوهش، بررسی دمای سطح زمین  (Land Surface Temprature, LST) و تاثیر عوامل محیطی بر میزان دمای سطح زمین و شناسایی الگوهای زمانی - مکانی و تعیین لکه های داغ در بازه زمانی 2013 تا 2019 با استفاده از تصاویر لندست 8 است. در این تحقیق تاثیر شاخص های طیفی (Normalized Difference Build up Index, NDBI)، (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) و (Normalized Difference Water Index, NDWI) بر LST مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کمترین میانگین دمایی در سال 2019 و حداکثر آن مربوط به سال 2017 است. نتایج حاصل از خروجی های همبستگی شاخص موران نیز نشان داد که بزرگترین الگوی خوشه ای دمای حداکثر با مقدار 0/85 در سال 2019 اتفاق افتاده و بیشترین همبستگی بین LST و NDBI در سال 2015 با R = 0.76، بیشترین همبستگی بین LST و NDVI در سال 2015 با R = -0.56 و بیشترین همبستگی بین LST و NDWI در سال 2013 با R = -0.53 است. آبخیز رشت، در استان گیلان تحت تاثیر عوامل انسانی و تغییرات کاربری قرار دارد. بنابراین پیشنهاد می شود افزایش پوشش گیاهی در سطح شهرها و بام مناطق شهری، کاهش تغییر کاربری مرتع به کشاورزی و کاهش تخریب جنگل در الویت قرار بگیرند.

    کلید واژگان: دمای سطح زمین, لکه های داغ, موران, داده های سنجش از دور, رشت}
    N. Divsalar, M. Hashemi*, S. Karbalay Saleh

    Remote sensing data play an important role in environmental planning and monitoring. The current study aimed to investigate the land surface temperature (LST) and the effect of environmental factors on the LST, to identify the temporal-spatial patterns and determine the hot spots in the period of 2013 to 2019, using Landsat 8 images. The effect of spectral indices: Normalized Difference Build-up Index (NDBI), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Normalized Difference Water Index (NDWI) on the surface temperature was investigated. Results indicated that the lowest average temperature has occurred in 2019 and the highest LST was in the 2017. The results of Moran's index correlation also showed that the most clustering pattern of LST, with the Moran value of 0.85 was obtained in 2019, the highest correlation between LST and NDBI, with the R value of 0.76 in the 2015, the highest correlation between LST and NDVI in the 2015 (R = -0.56), and the highest correlation between LST and NDWI in 2013 (R = -0.53). Rasht watershed in Guilan province is affected by human factors and land use changes. Therefore, it is recommended to increase the vegetation cover in urban areas, reduce the change of pasture to agricultural area, and reduce forest destruction.

    Keywords: Land surface temperature, Hot spots, Moran statistical test, Thermal remote sensing, Rasht watershed}
  • S.K. Alavipanah *, M. Mansourmoghaddam, Z. Gomeh, E. Galehban, S. Hamzeh
    Climate change is one of the most pressing problems among scientists worldwide, with experts warning about it and even referring to it as unfathomable human agony. In this study, we reviewed previous studies and examined two gaps in the existing approach to climate change studies. First, look at the "side effects" of global warming that have been overlooked in the process and then look at the leading "cause" of global warming, namely "humans" and not its "effects". The findings revealed that a 1.4 °C temperature increase (as predicted by United National (UN) projections) would not only raise this amount but also trigger further global warming. As a result, the premise that global warming produces additional global warming was proven. In the Water Area (WA) class, radiant energy increased by 1194.8%, compared to 1205.8%, 1154.9%, 1115.6% and 1229% in the Vegetation Area Class (VAC), Agricultural Area Class (AAC), Bare Area Class (BAC) and Salt Lake Class (SLC), respectively. Although the Land Surface Temperature (LST) of all classes has only increased by about 0.4 °C, these changes in radiant energy are much more pronounced. The current study also revealed that most legitimate research on this subject has focused on the effects of global warming on environmental variations. These studies, which see these changes as "results" of climate change and global warming, have overlooked the primary cause, "human demands", which has prompted humans to alter or exploit their surroundings actively. This study found that concentrating on humans and encouraging them to focus on happiness rather than pleasure is more helpful in addressing global warming issues than focusing on its impacts, such as rising sea level, storms, drought, etc. The results of this study are helpful for a deeper understanding of global warming and a careful study of the cause and dimensions of this phenomenon.
    Keywords: Heat entropy, thermal remote sensing, Human, Warming effects, Land surface temperature}
  • فهیمه عربی علی آباد، محمد زارع*، حمیدرضا غفاریان مالمیری

    دما به عنوان یکی از مهم ترین مولفه های فیزیکی، انتقال و تبادل انرژی را بین لایه های مختلف زمین و جو کنترل می کند. روش های برآورد دمای سطح زمین، مبتنی بر تصاویر ماهواره ای، به متغیرهای سطحی و جوی مانند گسیلمندی سطح، میانگین دمای هوا، ضریب انتقال اتمسفری و بخار آب به عنوان ورودی نیاز دارد. عدم قطعیت در این متغیرها باعث ایجاد خطا در بازیابی دمای سطح زمین می شود. هدف از پژوهش حاضر مقایسه دقت روش های مختلف تخمین بخار آب جو در برآورد دمای سطح زمین با بهره گیری از تصاویر لندست 8 است. به این منظور بخار آب جو، با استفاده از روش های تصحیح اتمسفری FLAASH، تصاویر سنجنده مودیس و روش SWCVR برآورد شد. سپس تاثیر بخار آب جو بر دقت دمای سطح زمین حاصل از روش های پنجره مجزا و تک باندی بررسی شد. اعتبارسنجی تصاویر دمای سطح زمین با استفاده از روش اعتبارسنجی تقاطعی و روش مبتنی بر اندازه گیری زمینی انجام شد. سپس،20 تصویر از ماهواره لندست 8 مربوط به سال های 2018 و 2019، برای تخمین بخار آب جو به روش تصحیح اتمسفری FLAASH  و SWCVR و برآورد دمای سطح زمین استفاده شد. از داده های 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، اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در میان روش های برآورد بخار آب جو، روش SWCVR برای برآورد دمای سطح زمین مناسب تر است. روش پنجره مجزای مبتنی بر روش SWCVR کمترین مقادیر RMSE و MADE را به مقدار3.47 و 3.18 نشان می دهد. یافته های طبقه بندی 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 منطقه مطالعاتی دارای خطای کمتر از 4 درجه سانتیگراد است.

    کلید واژگان: پنجره مجزا, دمای سطح زمین, سنجش از دور حرارتی, مودیس, یزد}
    Fahime Arabi Aliabad, Mohammad Zare *, HamidReza Ghafarian Malamiri

    Temperature is one of the most important physical parameters that control the transfer and exchange of energy between different layers of the earth and the atmosphere. LST estimation methods based on satellite images require surface and atmospheric parameters such as surface emissivity, average air temperature, atmospheric transfer coefficient, and water vapor as input. Uncertainty in these parameters causes errors in the retrieval of land surface temperature. This study aimed to compare the accuracy of different methods for estimating atmospheric water vapor in estimating land surface temperature using Landsat 8 images. In this study, atmospheric water vapor was estimated using FLAASH atmospheric correction methods, MODIS sensor images, and SWCVR method. Then, the impact of atmospheric water vapor on land surface temperature accuracy was investigated using the split window and single-channel methods. Validation of Land surface temperature images was performed using cross-validation and ground measurement methods. Therefore, 20 Landsat 8 images related to 2018 and 2019 were used to estimate atmospheric water vapor by the FLAASH atmospheric correction and SWCVR methods, and land surface temperature estimation. MODIS radiance images were used to estimate atmospheric water vapor and the land surface temperature product of this sensor was used for cross-validation. The surface temperature was measured using a thermometer in places with homogeneous cover, for ground-based validation. Results showed that among water vapor estimation methods, the SWCVR method is more suitable for estimating land surface temperature and the split-window method based on the SWCVR method shows the lowest RMSE and MADE at 3.47 and 3.18. Results of RMSE image classification of split-window algorithm based on the SWCVR showed that 1.67% of the area has an error of more than 4 °C and 98% of the study area has less than 4 °C error.

    Keywords: Split-window, Land surface temperature, Thermal remote sensing, MODIS, Yazd}
  • عطاالله ابراهیمی *، الهام کیانی سلمی
    تغییر کاربری اراضی و افزایش مناطق شهری، تاثیر قابل توجهی بر دمای سطح زمین دارد. ازآنجاکه توسعه شهری در حال حاضر یکی از پدیده های مهم درزمینه افزایش گرمای جهانی است، با توسعه سریع فناوری ماهواره ای و سنجش ازدور می توان به بررسی تغییرات دمای مناطق شهری در کمترین زمان ممکن پرداخت. هدف از این مطالعه، بررسی توسعه شهری و جزایر گرمایی شهری (UHI) در شهرکرد با استفاده از داده های سنجش ازدور است. در این مطالعه، با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 7 و 8، شاخص نسبت گیاهی (RVI) و شاخص پوشش گیاهی نرمال (NDVI) و دمای سطح زمین (LST)، با استفاده از باندهای چند طیفی و حرارتی برآورد شد. نقشه کاربری اراضی نیز با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال در نرم افزار TerrSet تهیه گردید. ضریب کاپا کل در سال 1382 و 1395 به ترتیب معادل 0.82 و 0.93 برآورد شد. با مقایسه دو شاخص گیاهی (RVI و NDVI) و دمای سطح زمین در طی دوره 13 ساله (1382 تا 1395) مشخص گردید که با توسعه شهری مقدار دمای سطح زمین برابر 2.21 درجه سانتی گراد (از 40.69 به 42.90 درجه سانتی گراد) افزایش یافته است. نتایج نشان داد که همبستگی شاخص NDVI با نقشه دمای سطح زمین منفی ولی با شاخص RVI مثبت است. همچنین هر دو شاخص NDVI و RVI در محدوده فضای سبز با LST رابطه معنی داری تری را در مقایسه با اراضی شهری و اراضی لخت دارند. با توجه به نقش پوشش گیاهی در تعدیل شرایط دمایی توصیه گردید، توسعه فضای سبز هم زمان با توسعه شهری، افزایش یابد.
    کلید واژگان: سنجش ازدور حرارتی, جزایر گرمای شهری, دمای سطح زمین, شاخص پوشش گیاهی, شهرکرد}
    Ataollah Ebrahimi *, Elham Kiani Salmi
    Urban expansion and land use changes have a significant impact on land surface temperature (LST). According to the fact that the development of urban is currently one of the most important phenomena in global warming, it is possible to study and measure the temperature of the Earth's surface in urban areas in the shortest possible time with the rapid development of satellite technology. The purpose of this study was to investigate urban expansion and urban heat island (UHI) using remotely sensed data in Shahrekord city. In this study, Ratio vegetation index (RVI) and Normalized difference vegetation index (NDVI), and LST were calculated using multi-spectral and thermal bands of Landsat 7 and 8 satellite images. Land use map was extracted using the maximum-likelihood algorithm in TerrSet software. The overall kappa index was estimated at 0.82 and 0.93 for 2003 and 2016, respectively. By comparing two vegetation indexes (RVI and NDVI) and surface temperature during the 13 years (2003 to 2016), it was determined that with urban development, the surface temperature has increased to 2.210C (from 40.69 to 42.90 0C). The results showed that the correlation of NDVI index with the surface temperature map was negative but with positive RVI index. Moreover, these two vegetation indexes, RVI and NDVI, show a more significant relationship with LST in green areas than urban and bare lands. Due to, a significant effect of green areas on regulating LST we recommend that green areas should be expanded in accordance with the urban area expansion.
    Keywords: Thermal remote sensing, Land heat islands (LHI), Land surface temperature (LST), Vegetation index, Shahrekord}
  • حامد ادب
    تعداد محدودی از ایستگاه های هواشناسی کشاورزی در کشور به اندازه گیری رطوبت سطح خاک می پردازند همچنین ممکن است در مناطق فاقد ایستگاه نیاز اساسی به اطلاعات رطوبت سطح خاک باشد. هدف پژوهش حاضر، استفاده از داده های ماهواره لندست 8 جهت برآورد رطوبت سطح خاک در منطقه فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی است. رطوبت وزنی 14 نمونه خاک در فصل سرد از عمق صفر تا 10 سانتی متری همزمان با عبور لندست 8 از مراتع طبیعی فقیر شمال شهر سبزوار محاسبه گردید. براساس تحلیل مولفه اصلی، چهار مولفه اول از هفت شاخص پوشش گیاهی و بیو- فیزیکی موثر بر رطوبت سطح خاک از داده های لندست 8 استخراج شد. سپس رطوبت سطح خاک در لحظه عبور ماهواره با استفاده از چهار مولفه اول با روش های رگرسیون خطی چند متغیره و شبکه عصبی برآورد شد. نتایج برآورد رطوبت لحظه ای سطح خاک نشان داد که متوسط درصد خطای مطلق با روش شبکه عصبی 30 درصد خطا و در روش رگرسیون کلاسیک با 40 درصد خطا همراه بود. نتایج تحقیق در دوره مورد مطالعه نشان می دهد که مدل کردن رطوبت لحظه ای خاک با استفاده از اندازه گیری های زمینی و داده های ماهواره لندست 8 در مناطق فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی قابل انجام است.
    کلید واژگان: رطوبت لحظه ای سطح خاک, سنجش ازدور نوری و حرارتی, شبکه عصبی}
    Hamed Adab
    A limited number of agricultural weather stations measure moisture in the soil surface. Furthermore, soil moisture information may be required in areas where there is no weather station. The aim of the present study was to use Landsat 8 satellite images to estimate soil surface moisture in an area without agricultural meteorological stations. Gravimetric soil moisture for a total of 14 samples was calculated in the cold season in depths of 0-10 cm when Landsat 8 satellite was overpassing poor rangeland of North of Sabzevar. Furthermore, the first four principal components were extracted from seven Landsat-derived vegetation indices and bio-physical factors affecting soil moisture. Afterwards, the first four components were used to estimate soil surface moisture at the moment of the satellite passing the region using a multivariate linear regression and neural networks. The obtained results of instantaneous soil surface moisture showed that the neural networks had mean absolute percentage error of while classical regression analysis had mean absolute percentage error of 40%. The results also showed the benefits of using both in-situ soil moisture data and Landsat 8 satellite images to model instantaneous soil surface moisture content for areas lacking meteorological networks.
    Keywords: Instantaneous Soil Surface Moisture, Optical, thermal remote sensing, Neural network}
  • پروانه عسگرزاده، علی درویشی بلورانی، حسینعلی بهرامی، سعید حمزه
    دمای سطح زمین (LST)، پارامتری کلیدی در مطالعات محیطی، بخصوص پایش خشکسالی است. با توجه به محدودیت های زمینی تخمین LST در مقیاس های بزرگ، سنجش از دور حرارتی روشی مناسب است. هدف از این تحقیق، تخمین و مقایسه دمای سطح زمین، در روش های تک باندی و چند باندی با استفاده از لندست 8 است. داده های زمینی لازم از ایستگاه های هواشناسی فارابی (خوزستان) و کرج (البرز) هم زمان با عبور ماهواره در تاریخ های مورد نظر، اخذ گردید. توان تشعشعی و آب بخار موجود در اتمسفر، ورودی های روش های تک و چند باندی این پژوهش می باشند. پس از تصحیحات، پردازش و محاسبات لازم، LST برآورد گردید. از شاخصه ای آماری جذر میانگین مربعات (RMSE)، متوسط خطای مطلق (MAE) و ضریب تبیین (R2) جهت ارزیابی صحت نتایج استفاده شد. نتیجه این تحقیق نشان دهنده R2 بالای 9/0 در مقایسه با مشاهدات زمینی است. بالاترین دقت در روش تک باندی (باند 10) با بررسی MAE به میزان 04/1 و 98/0 درجه در ایستگاه های کرج و سپس فارابی، همچنین کمترین و بیشترین RMSE در روش های تک باندی (باند 10) و سپس چند باندی (ترکیب دو باند 10 و 11) مشاهده گردید. شرایط منطقه مطالعاتی از نظر دما، پوشش منطقه و آب بخار موجود در اتمسفر در نتایج و انتخاب باند حرارتی مناسب اثرگذار است که توجه به این شرایط در تخمین LST به ویژه در روش های چند باندی پیشنهاد می گردد.
    کلید واژگان: لندست 8, دمای سطح زمین, سنجش از دور حرارتی, باند حرارتی, توان تشعشعی}
    Parvaneh Asgarzadeh, Ali Darvishi Boloorani, Hossain Ali Bahrami, Saeid Hamzeh
    Land surface temperature (LST) is a key parameter in environmental studies particularly for drought monitoring. Due to the ground limitations to measure the LST on a large scale, thermal remote sensing is a unique method for estimating LST. The aim of this article is comparing between LST estimation in single and multi-channel method using Landsat 8 thermal and reflective bands. Necessary ground data from meteorological stations Farabi (Khuzestan) and Karaj (Alborz) were taken to coincide with the dates and times of Landsat 8 overpasses. In this article Land surface emissivity and atmospheric water vapor content are major inputs for single and multi-channel LST estimation. After correction, processing and calculation of interest, LST were estimated. For result evaluation, statistical indices such as Root-Mean-Square Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE) and coefficient of determination (R2) were used. Results show the high value of R2 in all LST estimation method in comparison with ground measurement. In single channel using band 10 highest accuracy with MAE about 1.04 and 0.98 degrees in Karaj and Farabi station was seen respectively. The lowest and highest value of RMSE is in the single channel method (band 10) and multi-channel method (band 10 and 11) respectively. Study area conditions in terms of temperature; land cover and water vapor content affect the results and appropriate thermal band selection. Take-in consideration, especially using multi-band LST estimation method is suggested.
    Keywords: LandSat 8, land surface temperature, Thermal remote sensing, Thermal bands, Emissivity}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال