УДК 551.581.1:711-1 Босов Максим Анатольевич канд. техн. наук Забайкальский государственный университет г. Чита, Россия О возможности поиска тепловых аномалий города с помощью ГИС Изучению так называемого городского острова тепла посвящены работы многих отечественных и зарубежных исследователей, однако для г. Читы этот вопрос совершенно не изучен. Ключевые слова: городской остров тепла, QGIS, Landsat, тепловые аномалии. Известно, что в процессе развития урбанизированных территорий происходит преобразование нескольких климатологических характеристик, причем наиболее заметным является увеличение температуры воздуха. В результате ряда факторов, происходит формирование так называемого городского острова тепла (в англоязычной литературе – urban heat island). Причем это термин используется как в обозначении некоторой области пространства (в частности городской застройки) более жаркой, чем окружающая ее среда, так и в качестве метеорологического явления, определяющего эту разницу температур. В обоих случаях это связано с антропогенной деятельностью. В научной литературе это явление описано в начале XIX века в работе английского исследователя Люка Ховарда, причем отсылки к данной проблеме имелись еще до нашей эры в трудах Горация и Сенекки [1]. В последние три десятка лет наблюдается рост исследований в данной области, выполненных не только в целях академической науки – метеорологии или экологии, но и других отраслей экономики: энергетики, урбанистики, строительства и др. [4]. Определенный вклад в увеличение количества исследований по данному вопросу, использования по данных всей видимости, дистанционного вносит возможность зондирования Земли, в частности в тепловом инфракрасном диапазоне, доступ к которым с сайта Геологической службы США является свободным. Кроме этого использование данных ДДЗ позволяет проследить пространственновременные изменения городского острова тепла. Необходимо отметить, что для любой городской территории даже внутри острова тепла имеются свои тепловые аномалии, что делает распределение теплового поля уникальным. Целью данной работы является оценка возможности поиска тепловых аномалий на застроенной территории г. Чита в пределах «городского острова тепла». В качестве материалов исследования послужили сцены Landsat-8 уровня 1 (Landsat Collection 1 Level-1 Tier), как наиболее подходящие для анализа геометрическим временных и рядов (соответствуют радиометрическим критериям формальным качества) со среднеквадратической ошибкой менее 12 м более чем в 92% данных [5]. Непосредственные вычисления были выполнены в геоинформационном обеспечении QGIS 2.18.23. Алгоритм обработки данных соответствовал рекомендациям и наработкам крупнейшего в РФ ГИС-сообщества GIS-Lab [3]: 1) Преобразование откалиброванных стандартных пиксельных значений растра (DN) в значение отражательной способности верхней части атмосферы; 2) Преобразование в температуру черного тела на поверхности атмосферы (TOA brightness temperature); 3) Расчет температуры поверхности земли. В результате алгоритма получен растр, каждый пиксель которого содержит значение, описывающее температуру поверхности земли (разрешение пикселя – 30х30 м). В качестве примера приведем температурную карту г. Читы за 2 марта 2021 г. (рисунок 1). Рис. 1. Температура поверхности земли, г. Чита (02.03.2021 г.) Для сравнения: по данным сайта www.rp5.ru, температура в Чите в этот день (на время съемки спутником) составляла от - 20,7 до - 15,4 °С [2], что определенно согласуется с полученными результатами. Визуальная идентификация обнаруженных аномалий производилась также в QGIS по актуальным космоснимкам сервиса Google Satellite модуля QuickMapServices. Приведем некоторые объекты, представляющиеся тепловыми аномалиями для окружающего пространства, выявленные при детальном анализе: дымовой шлейф на территории Читинской ТЭЦ-1 (- 2…10 °С); открытые отстойники на очистных сооружениях, а также полынья на льду р. Чита ниже места выпуска сточных вод (- 10…11 °С); солнечные батареи СЭС «Орловский ГОК» (- 12…- 13 °С); склад угля в районе ТЦ Мегастрой (- 12…- 13 °С) и др. Также стоит отметить среди подобных тепловых аномалий территории с нарушенным почвенным покровом: карьер между Дворцовым трактом и Проездом авиаторов; территория городской свалки. В дальнейшем планируется проведение пространственно- временного анализа динамики развития острова тепла в г. Чита. В таком случае результаты работы будут полезны, в том числе, при оценке условий комфортного проживания. Список литературы Ландсберг Г.Е. 1) Климат города / перевод с англ. А.Я. Фертмана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 248 с. Расписание погоды. [Электронный ресурс]: Архив погоды в 2) Чите. URL: https://rp5.ru/Архив_погоды_в_Чите (дата обращения 17.09.2021) 3) GIS-Lab. [Электронный ресурс]: Оценка температуры поверхности из снимка Landsat-8 при помощи Land Surface Temperature QGIS Plugin. URL: https://gis-lab.info/forum/viewtopic.php?t=24391 (дата обращения 17.09.2021) 4) Urban Climates and Climate Change / V. Masson, A. Lemonsu, J. Hidalgo, J. Voogt // Annual Review of Environment and Resources. 2020. 45:1. p. 411-444 5) Collection U.S. Geological Survey [Электронный ресурс]: Landsat 1 Level 1 Product Definition. https://www.usgs.gov/media/files/landsat-collection-1-level-1-productdefinition (дата обращения 17.09.2021) URL:
