Применение теплового инфракрасного дистанционного зондирования высокого разрешения и ГИС для оценки эффекта городского острова тепла

Для изучения изменений тепловых характеристик городских типов землепользования в дневное и ночное время использовались бортовые тепловые инфракрасные изображения с пространственным разрешением 5 м, полученные 7 сентября 1994 года над Хантсвиллом, штат Алабама, с помощью 15-канального датчика Advanced Thermal and Land Applications Sensor (ATLAS), работающего в диапазоне 0,45–12,2 мкм. Для анализа были отобраны данные теплового канала 13 (9,60–10,2 мкм), обеспечивавшие наилучшее значение эквивалентной шумовой разности температур (NEΔT), равное 0,25 °C, после атмосферной коррекции и температурной калибровки. В исследовании также изучалась связь между излучательной способностью земного покрова и количеством растительности с использованием нормализованного разностного вегетационного индекса (NDVI), рассчитанного как отношение разности к сумме данных ATLAS в красном диапазоне (канал 3: 0,60–0,63 мкм) и отражённом инфракрасном диапазоне (канал 6: 0,76–0,90 мкм). На основе средних значений радиационной яркости, стандартных отклонений и NDVI, извлечённых из 351 пары полигонов на дневных и ночных изображениях канала 13 для города Хантсвилл, с использованием геоинформационной системы (ГИС) была разработана пространственная модель характеристик нагревания и охлаждения коммерческих, жилых, сельскохозяйственных, растительных и водных объектов. Для жилых, сельскохозяйственных и незастроенных/переходных типов землепользования выявлена сильная отрицательная корреляция между NDVI и излучательной способностью, что указывает на существенное влияние количества растительности на излучательную способность данного типа земного покрова. Преобладание лесных, сельскохозяйственных и жилых территорий с различной степенью древесного покрова резко контрастировало с коммерческими и сервисными типами землепользования в центре города и способствовало развитию городских островов тепла. Тепловые инфракрасные изображения высокого разрешения отражали сложность городской среды и позволяли точно характеризовать городские типы земного покрова для пространственного моделирования эффекта городского острова тепла с использованием ГИС.