Дешифрирование и картографирование поверхностных островов тепла на примере городов Сибири

В последние десятилетия широко изучается явление городских островов тепла. Актуальность изучения городских островов тепла связана с интенсивным развитием урбанизированных территорий, на которых формируется особый местный климат, характеризующийся появлением так называемого острова тепла, заключающегося в повышении температуры воздуха и земной поверхности в городе по сравнению с его окрестностями, и который оказывает значительное влияние на жизнь городского населения. Различают два термина: собственно остров тепла и поверхностный остров тепла. Понятие острова тепла связано с температурой воздуха, а понятие поверхностного острова тепла – с температурой и интенсивностью теплового излучения земной поверхности. Именно поверхностные острова тепла хорошо определяются на тепловых космических снимках.
В настоящей работе рассмотрены поверхностные острова тепла десяти городов Сибири: Ангарск, Горно-Алтайск, Краснокаменск, Красноярск, Новокузнецк, Новый Уренгой, Норильск, Омск, Улан-Удэ, Ханты-Мансийск. Этот регион выбран в связи с тем, что безоблачные снимки на области с резкоконтинентальным климатом найти и отобрать легче, а также в связи со значительной географической дифференциацией рассматриваемой территории. Выбраны города, различающиеся по географическому положению, по населению, по климатическим условиям и особенностям, по характеру застройки и особенностям промышленного производства.
Исходными материалами для выполнения работы стали 92 снимка съемочной системы TIRS, работающей на спутнике Landsat 8. Использован 10 канал с длинами волн от 10,3 до 11,3 мкм. Пространственное разрешение всех снимков составляет 100 метров.
Проведена радиометрическая коррекция каждого снимка по методике, представленной в Landsat 8 Data Users Handbook [Landsat 8…, 2015]. Далее составлены многовременные снимки на каждый город. Заключительными этапами стали кластеризация многовременных снимков и выбор варианта кластеризации.
В результате составлены 10 схем дешифрирования (по одной на каждый город). На схемах дешифрирования отображены поверхностные острова тепла всех изученных городских территорий и графики временных образов участков, различающихся по изменчивости интенсивности теплового излучения.