Monitoring of Land Surface Temperature in Krasnoyarsk and its Suburban Area Based on Landsat 8 Satellite Data

Abstract

The problem of temperature anomalies is typical for all major cities in the world. Space thermal images are a powerful source of information for analyzing and determining outlines of temperature anomalies within a single territory. Determination of the nature and boundaries of temperature anomalies will help to understand the causes of the unfavorable ecological situation in Krasnoyarsk: where, in addition to high industrial emissions, atmospheric processes also exert their influence, which lead to the fact that impurities linger and concentrate over the city. The development of advanced space technologies allows the collection of a variety of diverse data more efficiently and at a lower cost than the organization of an appropriate ground network of observation posts and points. One of the most interesting and important indicators about the surface of the Earth is the land surface temperature. Land surface temperature is determined by the balance of incoming and outgoing energy. The main and overwhelming source of energy coming to the surface of the Earth is solar radiation. The 10th and 11th bands of Landsat 8 satellite measure thermal infrared radiation (TIR). The thermal infrared range is particularly useful for determining the temperature difference between the city and surrounding rural areas, and for studying the phenomenon of an urban heat island (UHI)

Проблема температурных аномалий характерна для всех крупных городов мира. Космические тепловые снимки являются весомым источником информации для анализа и определения контуров температурных аномалий в пределах одной территории. Определение природы и границ температурных аномалий поможет понять причины неблагоприятной экологической ситуации в Красноярске: где, помимо высоких промышленных выбросов, оказывают влияние атмосферные процессы, которые приводят к тому, что примеси задерживаются и концентрируются над городом. Развитие передовых космических технологий позволяет осуществлять сбор множества разнообразных данных более эффективно и с меньшими затратами, чем организация соответствующей наземной сети пунктов и постов наблюдения. Одним из наиболее интересных и важных показателей о поверхности Земли служит температура земной поверхности. Температура на поверхности Земли определяется балансом приходящей и уходящей энергии. Основным и подавляющим источником энергии, поступающей к поверхности Земли, является солнечное излучение. Каналы 10-й и 11-й Landsat 8 работают в том же диапазоне, что и канал TIR на более ранних спутниках программы Landsat. Каналы 10-й и 11-й спутника Landsat 8 измеряют тепловое инфракрасное излучение или TIR (thermal infrared). Разрешение для тепловых каналов 100 м