relating vegetation cover with land surface temperature and surface albedo in warm period of year using modis imagery in north of iran

[ ' e x t e n d e d a b s t r a c t r n x a 0 r n i n t r o d u c t i o n r n t h e m o s t i m p o r t a n t i n d i c a t o r o f c l i m a t e i n a r e g i o n i s v e g e t a t i o n c o m m u n i t y . c l i m a t e c a n b e d i f f e r e n t o v e r l a r g e a r e a s ' , ' b e c a u s e o f c h a n g e s i n v e g e t a t i o n c o m m u n i t y . v e g e t a t i o n i n f l u e n c e s w e a t h e r a n d c l i m a t e i n i t s s u r r o u n d i n g a r e a s m o s t l y b y w a y o f e v a p o t r a n s p i r a t i o n a n d a l b e d o s o t h e y p l a y a r o l e i n t h e e a r t h ’ s e n e r g y b a l a n c e . t h e s e e f f e c t s o n t h e e a r t h ’ s e n e r g y b a l a n c e a r e t a k e n t h r o u g h a i r t e m p e r a t u r e ' , ' r e l a t i v e h u m i d i t y ' , ' r a i n f a l l ' , ' s o l a r r a d i a t i o n a n d c l o u d c o v e r o n t h e i r o w n m i c r o ' , ' w e a t h e r ( n e i l s o n ' , 1 9 8 6 , ' s m a l l a n d k u r c ' , ' 2 0 0 3 a n d w e i s s ' , ' e t a l 2 0 0 4 ) . d i s a s t e r s s u c h a s d r o u g h t ' , ' f l o o d ' , ' f o r e s t f i r e a n d a m o n g t h e m c a n o c c u r w h e n e v e r t h e g l o b a l e n e r g y b a l a n c e b e c o m e o u t s i d e o f n o r m a l r a n g e . r n r e m o t e s e n s i n g d a t a p r o v i d e v a l u a b l e i n f o r m a t i o n f o r v e g e t a t i o n s t u d i e s b e c a u s e i t p r e s e n t s a q u i c k l o o k e v a l u a t i o n o f t h e v e g e t a t i o n c o n d i t i o n s . n o r m a l i z e d d i f f e r e n c e v e g e t a t i o n i n d e x ( n d v i ) ' , ' l a n d s u r f a c e t e m p e r a t u r e ( l s t ) a n d l a n d s u r f a c e a l b e d o a r e k e y b i o p h y s i c a l v a r i a b l e s f o r s t u d y i n g l a n d s u r f a c e p r o c e s s e s a n d s u r f a c e ' , ' a t m o s p h e r e i n t e r a c t i o n s . t h e s e v a r i a b e l s c a n b e c a l c u l a t e d b y t r a n s f o r m i n g r a w s a t e l l i t e d a t a . t h e a i m o f t h i s p a p e r w a s t o s t u d y r e l a t i o n s h i p b e t w e e n n d v i ' , ' l s t a n d l a n d s u r f a c e a l b e d o d u e t o t h e i m p a c t o f v e g e t a t i o n o n s u r f a c e t e m p e r a t u r e a n d a l b e d o a n d i d e n t i f y d r y n e s s s t a t u s i n t h e n o r t h e r n i r a n . r n m e t h o d o l o g y r n x a 0 r n s t u d y a r e a i s l o c a t e d i n t h e n o r t h e r n p a r t o f i r a n w h i c h c o v e r s w i t h d e n s e v e g e t a t i o n s u c h a s h y r c a n i a n f o r e s t s i n t h e n o r t h a n d s p a r s e v e g e t a t i o n i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e a l b o r z m o u n t a i n r a n g e . t h i s a r e a i s a n a l t e r a t i o n b i o ' , ' c l i m a t e r e g i o n l y i n g b e t w e e n t h e h u m i d c l i m a t e i n t h e n o r t h a n d a r i d a n d s e m i ' , ' a r i d c l i m a t e i n t h e s o u t h . r n t h e m e t h o d o l o g y u s e d i n t h i s s t u d y c o n s i s t e d o f r e m o t e l y s e n s e d d a t a p r o c e s s e s . t h e r e m o t e l y s e n s e d d a t a p r o c e s s e s i n v o l v e d d a t a a c q u i s i t i o n o f m o d e r a t e r e s o l u t i o n i m a g i n g s p e c t r o r a d i o m e t e r ( m o d i s ) ' , ' d a t a p r e ' , ' p r o c e s s i n g ( i . e . a t m o s p h e r i c c o r r e c t i o n ' , ' g e o m e t r i c c o r r e c t i o n ' , ' a n d d a t a m a s k i n g ) ' , ' a n d d a t a p r o c e s s i n g ( i . e . d e r i v a t i o n o f v e g e t a t i o n ' , ' b i o p h y s i c a l i n d i c e s s u c h a s n d v i ' , ' l s t a n d l a n d s u r f a c e a l b e d o v a r i a b l e s ) . i n t h i s s t u d y ' , ' m o d i s d a t a w a s s e l e c t e d b e c a u s e t h e m o d i s s e n s o r h a s s e v e r a l b e n e f i t s c o m p a r e d t o o t h e r i n s t r u m e n t s f o r e x a m p l e m o d i s h a s a w i d e s w a t h o f 2 3 3 0 k m t h a t c o v e r e d t h e e n t i r e s t u d y a r e a . t h e m o d i s d a t a s e t h a d a v a r i e t y o f p r o d u c t s t h a t e a c h c o n t a i n e d d i f f e r e n t l e v e l s o f d a t a p r o c e s s i n g . i n t h i s s t u d y ' , ' l e v e l 1 b d a t e d j u l y ' , ' 2 0 1 0 ( m o d 0 2 1 k m a n d m y d 0 2 1 k m c a l i b r a t e d a n d g e o l o c a t e d ) w a s u s e d t o d e r i v e n d v i a n d s u r f a c e a l b e d o ' , ' a n d r e t r i e v i n g l s t . t h i s l e v e l 1 b c o l l e c t i o n c o n t a i n s c a l i b r a t e d a n d g e o l o c a t e d r a d i a n c e s a t ' , ' a p e r t u r e f o r a l l 3 6 m o d i s s p e c t r a l b a n d s a t 1 k m r e s o l u t i o n . i n t h i s s t u d y ' , ' s i m p l i f i e d m o d e l f o r a t m o s p h e r i c c o r r e c t i o n ( s m a c ) w a s u s e d f o r a t m o s p h e r i c c o r r e c t i o n o f m o d i s d a t a . r n a b s o r b t i o n i n v i s i b l e l i g h t ( s o l a r r a d i a t i o n ) o c c u r s i n l i v e g r e e n v e g e t a t i o n b e c a u s e o f p h o t o s y n t h e s i s . s c a t t e r i n g ( r e f l e c t a n c e ) o f s o l a r e n e r g y i n t h e n e a r i n f r a r e d o c c u r s a t t h e s a m e t i m e . t h i s d i f f e r e n c e i n a b s o r p t i o n a n d r e f l e c t a n c e l e a d u s t o n d v i . n d v i i s a n v e g i t a t i o n i n d e x w h i c h m e a s u r e s t h i s d i f f e r e n c e t o s h o w v e g e t a t i o n d e n s i t y a n d c o n d i t i o n . n d v i v a l u e r a n g e s b e t w e e n ' , ' 1 a n d + 1 . t h e v a l u e s c l o s e t o z e r o m e a n s n o g r e e n v e g e t a t i o n a n d c l o s e t o + 1 ( 0 . 8 ' , ' 0 . 9 ) r e p r e s e n t s t h e h i g h e s t d e n s i t y o f g r e e n v e g e t a t i o n . l s t i s a n i m p o r t a n t p a r a m e t e r i n d e t e r m i n i n g t h e e a r t h r a d i a t i o n b u d g e t a n d h e a t a n d m o i s t u r e f l o w b e t w e e n t h e s u r f a c e a n d t h e a t m o s p h e r e a n d t e m p e r a t u r e s t r o n g l y i n f l u e n c e v e g e t a t i o n p r o c e s s e s . t h e r m a l b a n d s o f m o d i s d a t a ( b a n d 3 1 a n d 3 2 ) c o n v e r t e d t o r a d i a n c e t h e n c o n v e r t e d t o b r i g h t n e s s t e m p e r a t u r e u s i n g p l a n k l a w f o r c a l c u l a t i n g s u r f a c e t e m p e r a t u r e . a l b e d o i s a l s o a n i m p o r t a n t b i o ' , ' p h y s i c a l i n d i c a t o r o f r e f l e c t i n g l a n d s u r f a c e e n e r g y d i s t r i b u t i o n a n d b a l a n c e . i n t h e p r o c e s s o f b r o a d b a n d a l b e d o r e t r i e v a l ' , ' a n e m p i r i c a l r e g r e s s i o n w a s u s e d f o r m o d i s d a t a ( l i a n g e t a l . ' , ' 2 0 0 2 ) . f i n a l l y ' , ' r e g r e s s i o n a n d g e o s t a t i s t i c a l a p p r o a c h ( e . g . c o k r i g i n g ) w a s u s e d i n t h i s s t u d y t o e s t i m a t e l s t a n d s u r f a c e a l b e d o u s i n g n d v i o f m o d i s d a t a . r n r e s u l t s a n d d i s c u s s i o n r n i n t h i s s t u d y t h r e e c r i t e r i a s u c h a s m e a n a b s o l u t e e r r o r ' , ' r o o t m e a n s q u a r e e r r o r a n d m e a n a b s o l u t e p e r c e n t a g e e r r o r h a v e b e e n u s e d t o m e a s u r e t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e v a l u e s e s t i m a t e d f o r l s t a n d a l b e d o u s i n g r e g r e s s i o n a n d c o k r i g i n g g e o s t a t i s t i c a l m e t h o d . t h e r e s u l t s o b t a i n e d i n t h i s r e s e a r c h i n d i c a t e t h a t t h e g e o s t a t i s t i c a l m e t h o d o f c o k r i g i n g h a s g o o d p o t e n t i a l t o e s t i m a t e l s t a n d s u r f a c e a l b e d o u s i n g n o r m a l i z e d d i f f e r e n c e v e g e t a t i o n i n d e x . t h e r e s u l t s o f t h e s t u d y s h o w t h a t c h a n g e s i n v e g e t a t i o n c o v e r a l t e r t h e l s t a n d s u r f a c e a l b e d o ' , ' l e a d i n g t o a l o c a l t e m p e r a t u r e c h a n g e . p l a n t s a n d f o r e s t h a v e a v e r y l o w a l b e d o a n d a b s o r b a l a r g e a m o u n t o f e n e r g y . t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n n o r m a l i z e d d i f f e r e n c e v e g e t a t i o n i n d e x a n d l s t a n d s u r f a c e a l b e d o e q u a t i o n s w e r e t h e n u s e d t o f o u n d t h e s u r f a c e d r y n e s s c o n d i t i o n i n t h e s t u d y a r e a . t h e r e s u l t o f 3 d f e a t u r e s p a c e o f a l b e d o ' , ' n d v i ' , ' l s t s p e c t r a l s h o w s t h a t i t h a s a s u i t a b l e i n d e x f o r e x t r a c t i n g d r o u g h t i n f o r m a t i o n . t h e s t u d y r e v e a l e d t h a t c o a s t a l a n d f o r e s t e d n o r t h e r n s l o p e s o f t h e a l b o r z m o u n t a i n a r e i d e n t i f i e d w i t h h i g h n o r m a l i z e d d i f f e r e n c e v e g e t a t i o n v a l u e ( 0 / 8 5 ) ' , ' m i n i m u m s u r f a c e t e m p e r a t u r e ( 2 3 ° c ) a n d a l b e d o ( 7 % ) . t h e s o u t h e r n p a r t o f a l b o r z m o u n t a i n a n d t h e c e n t r a l i r a n e x p e r i e n c e s l o w n o r m a l i z e d d i f f e r e n c e v e g e t a t i o n v a l u e ( ' , ' 0 / 0 9 ) ' , ' h i g h s u r f a c e t e m p e r a t u r e o f 4 5 ° c a n d h i g h s u r f a c e a l b e d o ( 3 8 % ) . r n c o n c l u s i o n r n i n t h i s s t u d y ' , ' t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n n d v i a n d l s t a n d s u r f a c e a l b e d o w a s a n a l y z e d t o e s t i m a t e l s t a n d s u r f a c e a l b e d o d e r i v e d b y r e g r e s s i o n a n d c o k r i g i n g m e t h o d s . i t h a s b e e n r e c o g n i z e d t h a t t h e r e i s a s t r o n g c o r r e l a t i o n b e t w e e n a l b e d o ' , ' l s t a n d n d v i . b y c o m p a r i s o n o f t h e r e g r e s s i o n r e l a t i o n s h i p a m o n g l s t ' , ' a l b e d o a n d n d v i ' , ' r e s u l t s e x h i b i t t h a t l s t a n d a l b e d o a r e n e g a t i v e c o r r e l a t i o n s w i t h n d v i . i n t h i s p a p e r ' , ' a 3 d f e a t u r e s p a c e o f a l b e d o ' , ' n d v i ' , ' l s t s p e c t r a l i s a n a l y z e d f o r m o n i t o r i n g s u r f a c e d r y n e s s c o n d i t i o n . t h e r e s u l t r e p r e s e n t s t h a t s u r f a c e a l b e d o n a d l s t i s a f f e c t e d b y t h e c h a n g e o f v e g e t a t i o n . t h i s 3 d f e a t u r e s p a c e i s r e l i a b l e i n d e x t o s h o w s u r f a c e d r y n e s s s t a t u s f o r s o i l a n d p l a n t c o v e r . i t i s r e c o m m e n d e d t h a t 3 d f e a t u r e s p a c e o f a l b e d o ' , ' n d v i ' , ' l s t s p e c t r a l c a n m o n i t o r t o t h e s u r f a c e d r y n e s s c o n d i t i o n a n d a l s o i t i s e a s y t o o p e r a t e f o r q u i c k s u r f a c e d r y n e s s a s s e s s m e n t . s t u d i e s a r e u n d e r w a y t o i n c o r p o r a t e o t h e r v a r i a b l e s i n s u r f a c e d r y n e s s c o n d i t i o n . 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