Yer Yüzey Sıcaklığının Termal Uzaktan Algılama Görüntüleri ile Araştırılması: Muş İli Örneği

Abstract

Fosil yakıtların kullanımı, ormansızlaşma ve çeşitli sanayi süreçleri atmosferdeki sera gazlarının birikmesine ve küresel bir sıcaklık artışına neden olmaktadır. Bu durum gerek biyolojik çeşitliliği ve gerekse de insanların yaşam konforunu olumsuz etkilemektedir. Küresel ölçekteki bu ısı artışı dünyamızın dış kabuğunun sıcaklığında da değişiklikler meydana getirmektedir. Yer Yüzeyi Sıcaklığı (YYS) olarak bilinen yerkürenin en dış yüzeyinin sıcaklık değerleri birçok farklı yöntem ile ölçülebilse de uzaktan algılama çalışmaları bu yöntemler arasında en ekonomik ve hızlı sonuçlar üretmesi nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma Muş ilinin uzun yıllar (29 yıllık) YYS değişimini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Bu kapsamda Landsat 5 TM ve Landsat 8 OLI uydu görüntüleri kullanılarak 1990-2000-2005-2011-2019 yıllarına ait YYS haritaları üretilmiştir. Haritalarda bitki örtüsünün yoğun olduğu yerlerde YYS değerlerinin daha düşük olduğu belirlenmiştir. Muş ilinin YYS değerlerinde yıllara göre artış ve azalışlar görülse de genel olarak artan bir sıcaklık trendinin var olduğu söylenebilir. Muş ilinde ortalama sıcaklığın her yıl yaklaşık olarak 0.3 °C artış gösterdiği belirlenmiştir. 

Keywords

• Uzaktan Algılama
• Muş
• Termal Band
• Yer Yüzey Sıcaklığı
• Landsat

Investigation of Land Surface Temperature with Thermal Remote Sensing Images: A Case Study Muş Province

Abstract

The use of fossil fuels, deforestation and various industrial processes cause the accumulation of greenhouse gases in the atmosphere and a global temperature increase. This negatively affects both biodiversity and people's comfort of life. This global heat increase also changes the temperature of our world's outer crust. The temperature values of the outermost surface of the earth known as Land Surface Temperature (LYS) can be measured by many different methods. Remote sensing studies are widely used because of the most economical and rapid results among these methods. This study aims to reveal the long-term (29-year) YYS change of Mus province. YYS maps from 1990-2000-2005-2011-2019 were produced using Landsat 5 TM and Landsat 8 OLI satellite images. In the maps, LYS values were found to be lower in places where vegetation is dense. Although the YYS values of Mus province have increased and decreased compared to years, it can be said that there is an increasing temperature trend in general. In Mus province, the average temperature increased by approximately 0.3 °C each year.

Keywords

• Remote Sensing
• Muş
• Thermal Band
• Land Surface Temperature
• Landsat

References

1. Akyürek, Ö., (2020). Termal uzaktan algılama görüntüleri ile yüzey sıcaklıklarının belirlenmesi: Kocaeli örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 6(2), 377-390.
2. Alkan, A., Adıgüzel, F., Kaya, E. (2017). Batman Kentinde Kentsel Isınmanın Azaltılmasında Yeşil Alanların Önemi. Coğrafya Dergisi, (34), 62-76.
3. Anandababu D., Puruhothaman B. M., Babu S.S. (2018). Estimation of land surface temperature using landsat 8 data. International Journal of Advance Research, Ideas And ınnovations ın Technology, 4(2), 177- 186.
4. Atabey S. (2018). Bitlis ve Muş illerinde iklim değişkenlerinin trend analizleri ve karşılaştırılması. Yüksek lisans tezi, Dicle Üniversitesi, Diyarbakır,113s.
5. Atabey, S., Toprak, Z. F. (2018). Bitlis ve Muş illerinin iklim değişikliği çerçevesinde uzun dönem sıcaklık değişimi karşılaştırması. Dicle Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 9(1), 419-428.
6. Avdan, U., Jovanovska, G. (2016). Algorithm for Automated Mapping of Land Surface Temperature Using LANDSAT 8 Satellite Data. Journal of Sensors, 2016, 1–8. https://doi.org/10.1155/2016/1480307
7. Balcik, F. (2014). Determining the impact of urban components on land surface temperature of Istanbul by using remote sensing indices. Environmental Monitoring and Assessment, 186(2), 859–872.
8. Barsi, J., Schott, J., Hook, S., Raqueno, N., Markham, B., Radocinski, R. (2014). Landsat-8 thermal infrared sensor (TIRS) vicarious radiometric calibration. Remote Sensing, 6(11), 11607- 11626.

9. Chander, G., Markham, B. (2003). Revised Landsat-5 TM radiometric calibration procedures and postcalibration dynamic ranges. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 41(11), 2674-2677.
10. Chander, G., Groeneveld, D. P. (2009). Intra‐annual NDVI validation of the Landsat 5 TM radiometric calibration. International Journal of Remote Sensing, 30(6), 1621-1628.
11. Coll, C., Galve, J. M., Sánchez, J. M., Caselles, V. (2010), Validation of Landsat-7/ETM+ thermal-band calibration and atmospheric correction with ground-based measurements. Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, 48(1), 547–555.
12. Doğan, S., Tüzer, M. (2011). Küresel iklim değişikliği ve potansiyel etkileri. Cumhuriyet Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 12(1), 21-34.
13. Eryılmaz, H., Demirarslan, K. Ö. (2018). Artan küresel ısınma ve duyarsızlaşan küresel politikalar. Artvin Çoruh Üniversitesi Uluslararası Sosyal Bilimler Dergisi, 4(2): 52-69.
14. Gerçek, D., Türkmenoğlu Bayraktar, N., (2014). Kentsel Isı Adası Etkisinin Uzaktan Algılama İle Tespiti ve Değerlendirilmesi: İzmit Kenti Örneği. 5. Uzaktan Algılama-CBS Sempozyumu (UZAL-CBS 2014), 14-17 Ekim 2014, İzmit.
15. Giannini, M.B., Belfiore, O.R., Parenta, C., Santamaria, R. (2015). Land surface temperature from landsat 5 tm images: comparison of different methods using airborne thermal data. Journal of Engineering Science and Technology Review, 8(3), 83-90.
16. Kaya, S., Basar, U. G., Karaca, M., Seker, D. Z. (2012). Assessment of Urban Heat Islands Using Remotely Sensed Data. Ekoloji, 21(84), 107–113.
17. Mercan, Ç, Arpağ, S. (2020). Coğrafi Bilgi Sistem Analizleri Kullanılarak Toprak ve Arazi Özelliklerinin Değerlendirilmesi: Türkiye, Mardin İli Arazisi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 7 (1), 23-33. DOI: 10.19159/tutad.644210
18. Oguz, H. (2017). Automated land surface temperature retrieval from Landsat 8 satellite imagery: A case study of Diyarbakır-Turkey. Turkish Journal of Forest Science, 1 (1), 33-43. DOI: 10.32328/turkjforsci.296845
19. Oke, T. R. (1982). The energetic basis of the urban heat island. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 108(455), 1-24.
20. Orhan, O. (2021). Mersin İlindeki Kentsel Büyümenin Yer Yüzey Sıcaklığı Üzerine Etkisinin Araştırılması. Geomatik, 6 (1), 69-76. DOI: 10.29128/geomatik.679858
21. Orhan, O., Ekercin, S., Dadaser-Celik, F. (2014). Use of landsat land surface temperature and vegetation indices for monitoring drought in the Salt Lake Basin Area, Turkey. The Scientific World Journal, 2014. DOI: 10.1155/2014/142939
22. Polat, N., Dereli, M.A., Uğur, M.A., Yalçın, M. (2018) Termal uydu görüntülerinin jeotermal kaynak araştırmasında kullanılabilirliğinin araştırılması: Afyonkarahisar örneği. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 03(2018), 1-7.
23. Polat, N. (2020). Mardin ilinde uzun yıllar yer yüzey sıcaklığı değişiminin incelenmesi. Türkiye Uzaktan Algılama Dergisi, 2 (1), 10-15.
24. Roy, S., Pandit, S., Eva, E. E., Bagmar, M. S. H., Papia, M., Banik, L., Dube, T., Rahman, F., Razi, M.A. (2020), Examining the nexus between land surface temperature and urban growth in chattogram metropolitan area of Bangladesh uaing long term landsat series data. Urban Climate, 2(2020), 1-22.
25. Sobrino, J. A, Caselles, V., Becker, F. (1990). Significance of the remotely sensed thermal infrared measurements obtained over a citrus orchard. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 44: 343-54.
26. Sobrino, J. A., Raissouni, N. (2000). Toward remote sensing methods for land cover dynamic monitoring: application to Morocco. International Journal of Remote Sensing, 21: 353-66
27. Sobrino, J. A., Jimenez-Munoz, J. C., Paolini, L. (2004). Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM 5. Remote Sensing of Environment, 90(4), 434-440.
28. Sobrino, J. A, Jiménez-Muñoz, J, C., Guillem, Sòria, M., Luis Guanter, R., Moreno J., Plaza, A., Martínez., P. (2008). Land surface emissivity retrieval from different VNIR and TIR sensors. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 46: 316-27
29. Şener, E. (2016). Burdur Gölü Yüzey Sıcaklığı Mevsimsel Değişiminin Landsat 8 Uydu görüntüleri kullanılarak belirlenmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 4(2), 67-73.
30. Şekertekin, A., Marangoz, A. M. (2019). Zonguldak Metropolitan Alanındaki Arazi Kullanımı Arazi Örtüsünün Yer Yüzey Sıcaklığına Etkisi. Geomatik, 4(2), 101-111.
31. Şengün, M, Kıranşan, K. (2016). Bulanık-Malazgirt (Muş) Havzası’nın İklim Özellikleri. Bingöl Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 6 (12), 21-50.
32. Tonyaloğlu, E. E. (2019). Kentleşmenin Kentsel Termal Çevre Üzerindeki Etkisinin Değerlendirilmesi, Efeler ve İncirliova (Aydın) Örneği. Türkiye Peyzaj Araştırmaları Dergisi, 2(1), 1-13.
33. Uysal, M., Polat, N. (2015). An Investigation of the relationship betwen land surface temperatures and biophysical indices retrieved from Landsat TM in Afyonkarahisar (Turkey). Tehnički vjesnik, 22(1), 177-181
34. Yalçın, M., Polat, N., Uğur, M.A., Dereli, M.A., Çapadiş, A (2018). Jeotermal araştırmalar için landsat ile üretilen yer yüzey sıcaklığı anomalilerine etkileyen yükseklik etkisinin azaltılması. IV. Jeotermal kaynaklar ve doğal mineralli sular sempozyumu, Afyonkarahisar,185-188.
35. Yılmaz, E. (2013). Ankara Şehrinde Isı Adası Oluşumu. (Doktora Tezi), Ankara Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Ankara (Yayımlanmış)
36. Yılmaz, E. (2015). Landsat görüntüleri ile Adana yüzey ısı adası. Coğrafi Bilimler Dergisi, 13(2), 115-138.
37. Yuan, F., Bauer, M. E. (2006). Comparison of impervious surface area and normalized difference vegetation index as indicators of surface urban heat island effects in Landsat imagery. Remote Sensing of Environment. 106(3), 375-386.
38. Zhang, J. Q., Wang, Y. P., Li, Y. (2006). A C++ program for retrieving land surface temperature from the data of Landsat TM/ETM+ band6. Computers & Geosciences, 32(10), 1796-1805.
39. Zhang, Z. He, G. Wang, M. Long, T. Wang, G. Zhang, X. (2016). Validation of the generalized single-channel algorithm using Landsat 8 imagery and SURFRAD ground measurements. Remote Sens. Lett. 7, 810–816.
40. Wang, F., Qin, Z., Song, C., Tu, L., Karnieli, A., Zhao, S. (2015). An improved mono-window algorithm for land surface temperature retrieval from Landsat 8 thermal infrared sensor data. Remote Sensing, 7(4), 4268-4289.
41. URL-1; http://lib.riskreductionafrica.org/bitstream/handle/123456789/1171/impacts%20and%20adaptation%20to%20climate%20change.pdf?sequence=1 Erişim Tarihi: 26.08. 2020.
42. URL-2; http://unfccc.int/resource/iuckit/cckit2001en.pdf, Erişim Tarihi: 26.08.2020.
43. URL-3; http://mus.meb.gov.tr/www/cografiyapi/icerik/16 Erişim Tarihi 26/08/2020
44. URL-4; http://www.tuik.gov.tr/PreTabloArama.do?metod=search&araType=vt Erişim Tarihi: 26/08/2020