بازسازی سری های زمانی داده های ماهواره ای دمای سطح زمین با استفاده از الگوریتم تجزیه و تحلیل هارمونیک سری های زمانی (HANTS)

دمای سطح زمین (LST) یکی از پارامترهای اساسی در مبادله انرژی بین زمین و اتمسفر است. در بسیاری از علوم مختلف از جمله اقلیم شناسی، هیدرولوژی، کشاورزی، اکولوژی، بهداشت عمومی و علوم زیست محیطی استفاده از سری های زمانی LST کاربرد فراوان دارد. اما سری های زمانی داده های ماهواره ای معمولا دارای داده های ناقص، از دست رفته و یا غیر قابل قبول هستند که این به دلیل حضور ابرها در تصاویر، وجود ذرات گرد و غبار در اتمسفر، عدم کارایی الگوریتم های بکار رفته در محاسبه داده ها و بعضا عملکرد نادرست سنجنده است. در این مطالعه به منظور رفع مشکل داده های از دست رفته و دور افتاده از الگوریتم تجزیه و تحلیل هارمونیک سری های زمانی (HANTS) استفاده شد. همچنین در این مطالعه از محصول LST سنجنده MODIS سال 2015 MOD11A1 که دارای قدرت تفکیک مکانی یک کیلومتر و قدرت تفکیک زمانی روزانه و همچنین حاوی اطلاعات دمای سطح زمین در زمان روز و شب است، استفاده گردید. منطقه مطالعاتی شامل یک فریم تصویر در سیستم شبکه بندی سینوسی MODIS با شماره افقی 22 و عمودی 5 (h22v05) است. ارزیابی نتایج کیفیت داده ها نشان می دهد به طور میانگین در سری زمانی تصاویر LST مورد استفاده در زمان روز و شب به ترتیب 8/36 و 6/35 درصد داده ها توسط پوشش ابر از دست رفته است. ارزیابی نتایج الگوریتم HANTS در بازسازی تصاویر بدون پوشش ابر نشان می دهد خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) بین داده های اصلی و بازسازی شده در سری زمانی LST مورد مطالعه در زمان روز و شب به ترتیب 87/3 و 68/2 درجه کلوین است. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان می دهد که الگوریتم HANTS به طور موثری می تواند در رفع مشکل داده های از دست رفته و داده های دور افتاده و همچنین ارتقا کیفیت داده ها در سری های زمانی LST سنجنده MODIS مورد استفاده قرار گیرد.