شماره ركورد :
1036591
عنوان مقاله :
توسعه يك مدل پنجره مجزا به منظور تهيه نقشه دماي سطح زمين از تصاوير فراطيفي حرارتي
عنوان به زبان ديگر :
Development of a Split Window Model to Retrieve Land Surface Temperature Map from Thermal Hyperspectral Images
پديد آورندگان :
اكبري دوتپه سفلي، رضا دانشگاه خواجه نصير الدين طوسي - دانشكده مهندسي نقشه برداري , آخوندزاده هنزايي، مهدي دانشگاه خواجه نصير الدين طوسي -دانشكده مهندسي نقشه برداري
تعداد صفحه :
15
از صفحه :
153
تا صفحه :
167
كليدواژه :
دماي سطح زمين , طيف سنج حرارتي فراطيفي هوابرد (HYTES) , الگوريتم ژنتيك , روش پنجره مجزا
چكيده فارسي :
دماي سطح زمين يكي از مهم ترين شاخص ها در مطالعات مربوط به سطح زمين مانند حفظ منابع طبيعي، تبادل انرژي و آب بين سطح زمين و جو مي باشد. هدف اصلي اين تحقيق ارائه الگوريتمي جهت تخمين دماي سطح زمين با استفاده از داده هاي طيف سنج حرارتي فراطيفي هوابرد (HYTES) مي باشد. براي اين منظور از الگوريتم پنجره مجزا استفاده مي شود. اين الگوريتم از طريق باندهاي بهينه اي كه توسط الگوريتم ژنتيك از بين 202 باند انتخاب مي شوند دماي سطح زمين را بدست مي آورد. فرآيند الگوريتم بدين صورت است كه ابتدا با استفاده از الگوريتم ژنتيك باندهاي بهينه از بين 202 باند انتخاب شده و سپس ضرايب مربوط به الگوريتم پنجره مجزا بدست مي آيد. تعداد ضرايب به تعداد باندهايي كه توسط الگوريتم ژنتيك انتخاب مي شوند بستگي دارد. سپس با استفاده از ضرايب بدست آمده و باندهاي انتخابي، دماي سطح زمين براي دو داده ي مختلف از طريق الگوريتم پنجره مجزا بدست مي آيند. در پايان نيز براي ارزيابي نتايج روش پيشنهادي از محصول حرارتي طيف سنج حرارتي فراطيفي هوابرد (HYTES) استفاده مي شود تا دقت روش پيشنهادي مشخص شود. دماي بدست آمده با استفاده از الگوريتم پيشنهادي براي هر دو داده با داده ي مرجع (محصول حرارتي) مورد ارزيابي قرار گرفت كه خطاي ريشه كمترين مربعات (RMSE) براي داده ي اول 025/0 درجه كلوين و براي داده ي دوم 999/0 درجه كلوين را نشان مي دهد. بنابراين با توجه به خطاهايي كه بدست آمد مي توان گفت الگوريتم پيشنهاد شده براي بدست آوردن دماي سطح زمين از داده هاي طيف سنج حرارتي فراطيفي هوابرد (HYTES) روش مناسبي مي باشد.
چكيده لاتين :
Land surface temperature (LST) is among the most important indices in the studies related to earth surface such as conservation, energy exchange and the water between the land surface and atmosphere. The main goal of this study is to present an algorithm in order to estimate the land surface temperature using the data of the Hyperspectral Thermal Emission Spectrometer (HYTES). The HYTES sensor has 256 bands in the range of 7.4-12 micrometers that bands in the range of 7.4-8 micrometers are removed due to strong water vapor in this spectral region and bands above 11.5 micrometers are removed due to issue of calibration. 202 bands remain, which we want in this study to obtain optimal bands from 202 bands using the genetic algorithm and then obtain the land surface temperature using those bands. We need to define a cost function and appropriate initial parameters for the genetic algorithm to select optimal bands. In this research, the cost function is to minimize the temperature difference between the thermal product of the sensor and the obtained land surface temperature with a split window algorithm and the number of variables in each gene is as large as the number of bands (202) and the initial population is 80 in genetic algorithm. The bands used in split window algorithm are selected using the genetic algorithm. In this study, we use split window algorithm that obtain land surface temperature through optimal bands that are selected using Genetic algorithm among 202 bands. Generally, in this study, first we use Genetic algorithm to choose optimal bands from 202 bands and obtain the coefficients of split window algorithm.The number of these coefficients is dependent on the number of bands which are selected by Genetic algorithm. Then, by using resulted coefficients that are obtained with least squares method and selected bands, land surface temperature is obtained for two different data through split window algorithm. In this research, a small part of the first data was used as training data for the genetic algorithm to obtain the coefficients algorithm of the split window and optimal bands to calculate the land surface temperature for the rest of the data. In a separate window algorithm, in addition to the algorithm coefficients, we need the emissivity of the relative bands used in split window algorithm. In this study, we used the emissivity product of the HYTES sensor. Among 202 bands, 110 bands are selected using the genetic algorithm. Using this 110 bands, split window algorithm coefficients and bands emissivity, land surface temperature is calculated for two data and evaluated. Finally, the thermal product of HYTES is used to evaluate the our proposed method and indicate its accuracy. The temperature obtained using proposed algorithm for both data is evaluated with reference data (thermal product) and the RMSE value is resulted as 0.025 and 0.999 for the first and second data respectively. Therefore, according to the obtained errors, we can argue that the proposed algorithm is an appropriate method to obtain the land surface temperature using the data of HYTES.
سال انتشار :
1396
عنوان نشريه :
علوم و فنون نقشه برداري
فايل PDF :
7561272
عنوان نشريه :
علوم و فنون نقشه برداري
لينک به اين مدرک :
بازگشت