Resumen de Comparison of algorithms to retrieve Land Surface Temperature from LANDSAT-7 ETM+ IR data in the Basilicata Ionian band

V. A. Copertino, M. Di Pierro, G. Scavone, V. Telesca

• español

  La temperatura de superficie del suelo (LST, según las siglas en inglés) es un parámetro de extremada importancia que controla el intercambio de radiación de onda larga y el flujo de calor sensible entre la superficie de la tierra y la atmósfera. Por lo tanto, conocer la LST es esencial para toda una serie de cuestiones y temas de las ciencias de la Tierra centrales para la hidrología, la climatología y el cambio climático global. Ocupa un papel especialmente fundamental en la estimación de las variables hidrológicas como la misma evapotranspiración. Sin embargo, debido a la extremada heterogeneidad de la mayoría de las superficies del suelo, la LST es un parámetro difícil de evaluar y validar. En este trabajo, se aplicaron y compararon los dos modelos de Qin et al. y Jiménez-Muñoz y Sobrino para evaluar la LST en la región de Basilicata (sur de Italia). Estos modelos fueron propuestos en el material publicado como alternativas a la aplicación de la Ecuación de Transferencia Radiativa (RTE, según las siglas en inglés) para superar algunas dificultades en la obtención de datos de radiosondeo y en la esquematización de los procesos de intercambio entre masa y energía en la atmósfera. Se procesaron dos imágenes del Landsat-7 ETM+ (9 de agosto de 1999; 14 de junio de 2002) que cubrían toda la región de Basilicata para obtener mapas de la LST. Las variables meteorológicas, la temperatura del aire y la humedad relativa, la radiación solar global y la velocidad del viento necesarios se consiguieron interpolando datos de una red de estaciones agrometeorológicas distribuidas por la región. La variabilidad de estas LST conseguidas se analizó respecto a diferentes tipos de usos del suelo caracterizados a partir del mapa de Cubierta del Suelo CORINE. Después se realizó una comparación entre la LST conseguida con la aplicación de los modelos de Qin et al. y Jiménez-Muñoz y Sobrino y las medidas in situ de la temperatura de superficie tomadas en las estaciones climáticas de ALSIA (Agencia Lucana di Sviluppo e di Innovazione in Agricoltura) situadas en la franja jónica de la región de Basilicata. Los resultados muestran (de acuerdo con los trabajos anteriores) que, en este caso, el modelo de Jiménez-Muñoz y Sobrino puede hacer una mejor aproximación a los datos medidos que el de Qin et al., y también utiliza mejor las imágenes del Landsat-7 ETM+ en un contexto distinto, como el de la franja jónica de Lucania.

• English

  Land Surface Temperature (LST) is an extremely important parameter that controls the exchangeof longwave radiation and sensible heat flux between the Earth’s surface and the atmosphere.Therefore knowledge of LST is essential for a range of issues and themes in Earth sciencescentral to hydrology, climatology and global environmental change. In particular, it plays a mainrole in estimating hydrological variables, such as evapotranspiration. However, because of theextreme heterogeneity of most natural land surfaces, LST is a difficult parameter to estimate andto validate. In this study, two models by Qin et al. and Jim ́enez-Mu ̃noz and Sobrino were appliedand compared for the evaluation of the LST on the Basilicata region (Southern Italy). Thesemodels were proposed in literature as alternatives to the application of the Radiative TransferEquation (RTE) in order to overcome some difficulties in obtaining data from radio soundingand in schematizing mass and energy exchange processes in the atmosphere. Two images fromLandsat-7 ETM+ (9th August, 1999; 14th June, 2002), covering the whole Basilicata region,were processed to obtain maps of LST. The required meteorological variables, air temperatureand relative humidity, global solar radiation and wind speed, were obtained by interpolating datafrom a network of agro-meteorological stations distributed within the region. The variabilityof the LSTs retrieved was investigated with respect to different land use types characterizedfrom the CORINE Land Cover map. Then a comparison was made between the LST retrievedby the application of the Qin et al. and the Jim ́enez-Mu ̃noz and Sobrino models and the insitu measurements of surface temperature taken at ALSIA (Agenzia Lucana di Sviluppo e diInnovazione in Agricoltura) weather stations located in the Ionian band of the Basilicata region.The results show (in agreement with previous works) that the Jim ́enez-Mu ̃noz and Sobrino model,in this case, is better able to approximate the measured data than the Qin et al. model, also usingLandsat-7 ETM+ images and in a different context, such as that of the Lucan Ionian band.