تخمين ضريب آلبيدوي سطح زمين با استفاده از تصاوير Level1- G و CDRماهواره لندست- 7

Estimating the land surface albedo using Level1-G and CDR Landsat-7 satellite images

آلبيدوي سطح زمين، كه نسبت بين تابش خورشيدي بازتابي به ورودي است، يكي از متغيرهاي مهم هواشناسي در محاسبه ترازمندي تابشي سطح، نياز آبي گياهان و شرايط مرزي مدل‌هاي اقليمي مي‌باشد. در چند دهه اخير، مقدار آلبيدو به‌وسيله داده‌هاي ماهواره‌اي نيز برآورد مي‌شود. در اين پژوهش، مقدار ضريب آلبيدوي سطحي در يك منطقه تحت كشت واقع در همدان با استفاده از تصاوير Level1-G و CDR ماهواره لندست-7 برآورد و با داده‌هاي زميني مقايسه شد. در اين راستا، 14 تصوير ماهواره‌اي به‌كار برده شده است. مولفه‌هاي تابش توسط ثبات تابش خالص واقع در ايستگاه اقليم‌شناسي دانشكده كشاورزي دانشگاه بوعلي سينا برداشت گرديد. پس از انجام تصحيحات خطاهاي SLC- Off، اثر ابر، خطاي سنجنده، خطاي اتمسفر و توپوگرافي، مقادير آلبيدوي سطحي در طول موج‌هاي مختلف محاسبه گرديد. نتايج نشان داد كه آلبيدوي برآورد شده پوشش سبز منطقه مورد مطالعه بين 21/0 تا 26/0 متغير بود و آلبيدوي پوشش برف حدود 65/0 تخمين زده شد. در اين رابطه، ميانگين مربعات خطاي آلبيدوي سطحي تخمين زده شده از تصاوير Level1-G و CDR بين 09/0 الي 02/0 به‌دست آمد. بيش‌ترين خطا مربوط به آلبيدوي سطحي در محدوده مادون قرمز نزديك بود. با توجه به نتايج تست فيشر، اختلاف معني‌داري بين آلبيدوي تخمين زده شده از تصاوير level1-G و CDR مشاهده نگرديد. بنابراين، در برآورد آلبيدوي سطحي به‌صورت خام و با تفكيك مكاني ضعيف، هر يك از دو روش بدون ارجحيت قابل استفاده مي‌باشند.

Land surface albedo, is defined as the ratio of the surface reflected to received solar radiation. It is one of the major meteorological variables required for calculation of the surface radiation budget, crop water requirement and boundary conditions of climate models. During the last several decades, the albedo has been estimated using remotely sensed data. In this study, land surface albedo is estimated by using Level1-G and CDR Landsat-7 satellite images and compared with in-situ data in a farmland located in Hamedan province in the proximity of the climatology station located at faculty of agriculture, Bu-Ali Sina University. For this purpose, 14 satellite images were used. In-situ surface albedo data were also obtained from the net radiometer installed at the study site. Surface albedo was calculated at various wavelengths after removing SLC-Off, cloud effect, and atmospheric and topographic errors. The results showed that the estimated green cover albedo values were within the range of 0.21-0.26 and snow cover albedo was approximately 0.65. Estimates of surface albedo from CDR and Level1-G images were evaluated against the surface measurements by using root mean square errors (RMSE). The calculated RMSE was within the range of 0.02 to 0.09. Furthermore, the maximum error of estimated albedo was observed in NIR wavelengths. According to the Fisher test results, there was no significant difference between the estimated surface albedo from CDR and Level1-G images. Hence, for crude estimation of surface albedo, both approaches can be recommended with no priority; especially, for coarse regional estimates.