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Islas de Calor Urbano ICU

Miguel Andrés Idrobo, Francisco Luis Hernández

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ISLAS DE CALOR URBANO ICU

Miguel Andrés Idrobo, Francisco Luis Hernández - 2009

CONTENIDO

�Introducción�Problemática�Justificación�Métodos Y Resultados�Bibliografía

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INTRODUCCIONLa Isla de Calor Urbano ICU es un fenómeno urbano, de

acumulación de calor. En los procesos de urbanización, muchas estaciones meteorológicas, han quedado dentro de las islas de calor derivando datos erróneos ya que no registran la climatología regional, sino la forzada por el régimen de la isla de calor. Es por eso que en este proyecto aplicaremos la Teledetección como técnica que nos permita analizar esta problemática en Santiago de Cali en dos fechas diferentes primero aplicando una clasificación urbana supervisada de componentes urbanos para determinar los posibles factores que puedan influenciar sobre este fenómeno, se captara la medida de la radiancia a partir del brillo de la temperatura en grados Kelvin y transformándola a grados centígrados con el objetivo de correlacionar las Islas de Calor con las diferentes variables que rodean el entorno urbano.

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BALANCE DEL CALOR

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FACTORES QUE INFLUYEN EN EL FENOMENO

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PROBLEMATICALas Fuentes convencionales están diseñadas para conocer el clima en determinados puntos específicos impidiendo establecer la distribución espacial de la temperatura y su relación con los componentes de la superficie urbana.

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JUSTIFICACIONEl estudio del fenómeno de Islas de Calor Urbano mediante la teledetección permite realizar un análisis para la toma de decisiones tales como:

� Acciones de planeación urbana que permitan control y mitigación de este fenómeno.

� Mejorar las condiciones de uso de suelo.

� Determinar el origen de fenómenos climáticos urbanos

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METODOS Y RESULTADOSICU CLASIFICACION

SUPERVISADA

Área de Estudio

Pre-Procesamiento de la imagen

Derivación de la temperatura

Landsat TM 4

Derivación de la temperatura

Landsat ETM+

Imagen Diferencia

Fase de Asignación

Fase de Entrenamiento

Clasificador de Máxima

Probabilidad

Imagen clasificada de componentes urbanos

Mapa de relación entre ICU y componentes

urbanos

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METODOS Y RESULTADOSCALCULO DE TEMPERATURAS

Área de Estudio Santiago de Cali, es una de las ciudades mas grandes ubicadas en el sur occidente Colombiano con aproximadamente 2 millones de habitantes, la cual ha experimentado una rápida Urbanización debido a la migración interna desde las zonas rurales a las ciudades dando lugar a notables efectos de las islas de calor (ICU).

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METODOS Y RESULTADOSPre-procesamiento de la Imagen

Se trabajara con una imagen Landsat 7 (ETM+) 2003 y

con una imagen Landsat 4 (TM) 1989, según Ling-

chen et al (2006) la banda 6 de la imagen TM

presenta ruido periódico por lo que es necesario

aplicar el método de Rápida Transformada de

Fourier (RTF) lo cual removerá el ruido periódico

de la imagen.

Sin Transformar

Transformada

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Derivación Temperatura Landsat TM 4 (1989)

Números digitales Convertidos a Radiancia

Obtención del Brillo captado por el Sensor

METODOS Y RESULTADOS

Imagen Resultante

Ecuación de la Plank

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METODOS Y RESULTADOSDerivación Temperatura Landsat ETM+ (2003)

La temperatura es referenciada a un cuerpo negro por lo tanto este debe tener correcciones de emisividad espectral

Ecuación de la Plank

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METODOS Y RESULTADOSDistribución de Temperaturas Landsat TM 4 (1989) Distribución de Temperaturas Landsat ETM + (2003)

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METODOS Y RESULTADOSImagen Diferencia

D ijk = BV ijk (1) – BV ijk (2) + C

Donde:

D ijk = Cambio del valor del pixel.

ND ijk (1) = Nivel digital en el Tiempo 1.

ND ijk (2) = Nivel digital en el Tiempo 2.

C = Constante para evitar valores negativos (habitualmente 127).

i = Número de fila.

j = Número de columna.

k = Número de Banda.

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METODOS Y RESULTADOSCLASIFICACION SUPERVISADA

Fase de Entrenamiento

� Zona Urbana Densa

� Zona Urbana Discontinua

� Zona Rural Suelo Desnudo

� Zona Rural Cultivada

� Vegetación

� Humedales

� Rio Cauca

� No clasificadas como nubes y sombra de nubes.

Fase de asignación.

Clasificador de Máxima Probabilidad.

Es un método de asignación que considera una distribución normal de los Niveles Digitales en el centro de cada categoría de clasificación, lo que permite describir esa categoría por una función de probabilidad que se utiliza para calcular la probabilidad de que un píxel pertenezca a ella, y asíasignar el píxel a aquella categoría que maximice la función de probabilidad (Chuvieco, 1996).

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METODOS Y RESULTADOSRELACION ENTRE ISLAS DE CALOR URBANO Y COMPONENTES DE LA SUPERFICIE URBANA 1989

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METODOS Y RESULTADOSRELACION ENTRE ISLAS DE CALOR URBANO Y COMPONENTES DE LA SUPERFICIE URBANA 2003

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BIBLIOGRAFIAChuvieco, E. (1996). Fundamentos de Teledetecciòn Espacial. Tercera Edición. Ediciones Rialp S. A. Madrid, España. 568 p.

Dousset, B., Gourmelon, F.,(2003). Satellite multi-sensor data analysis of urban surface temperatures and Landover. Remote

Sensing of Environment. 58, 43– 54.D. R. Streutker (2002) A remote sensing study of the urban heat island of Houston, Texas. International Journal of Remote

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BIBLIOGRAFIARajasekar, U., Weng, Q. (2009). Urban heat island monitoring and analysis using a non-parametric model: A case study of Indianapolis. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 64, 86-96. Wan, Z., Zhanga, Y., Zhanga, Q., Zhao, L., Lia, b. (2002). Validation of the land-surface temperature products retrieved from Terra Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer data. Remote Sensing of Environment. 83, 163–180.Weng, Q., Lu, D., Schubring. J. (2004). Estimation of land surface temperature–vegetation abundance relationship for urban heat island studies. Remote Sensing of Environment. 89, 467–483.Yuan, F., & Bauer, M. (2007). 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, 375–386.

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