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C. Walder:
"Predicting Land Surface Temperatures in Urban Areas from Landsat 8 Images - A GIS-Based Approach";
Supervisor: A. Mahdavi; Institute for Architectural Science, Department of Building Physics and Building Ecology, 2021; final examination: 2021-03-17.

In this paper, geographic information system (GIS) techniques and satellite data are used in land use und land cover in the city of Vienna, Austria, on the local microclimate. Engaging satellite imagery, the city of Vienna was classified into four zones which allow for the calculation of land surface temperature in two reference years in the past. The classified maps were then statistically projected into the future, resulting in predicted land surface temperatures at a given point in the future. These findings highlight the relationship between urbanization and temperature rise in the urban context.
Both scenarios were processed with data downloaded from Landsat 8 satellite in 2013 and 2020, at similar weather conditions.

The mains tages of the study are:
(i) Review of the current literature regarding urban heat island effect;
(ii) Generation of land cover maps for past and presence conditions;
(iii) Projection of the land cover maps into the future;
(iv) Calculation of past and present scenario land surface temperatures using Mono-Window algorithm;
(v) Statistical projection of predicted land surface temperatures with a linear regression model;
(vi) Derivation of land surface temperature difference patterns.

The analysis of satellite data highlights higher values of the land surface temperatures in the city of Vienna at later stages in time compared to the past condition scenario of 2013. The statistical projection results stress the increase in the land surface temperature in the urban context. The reason for the rising land surface temperatures are correlating with change in land use and land cover caused by urbanization.
Lastly, the study provides and evaluates urban heat island effect mitigation measures.

Die vorliegende Forschungsarbeit untersucht den Einfluss flächennutzungsbezogener Änderung auf das städtische Mikroklima der Stadt Wien (Österreich).
Auf Grundlage von Satellitenbildern sollen mit Hilfe von Geographischen Informationssystemen (GIS) klassifizierte Karten erstellt werden, womit Berechnungen zur Ermittlung der Oberflächentemperaturen zweiter Referenzjahre durchgeführt werden können. Die errechneten Oberflächentemperaturen werden anschließend mit Hilfe eines statistischen Modells in die Zukunft projiziert, sodass Rückschlüsse auf einen möglichen Zusammenhang mit der Verstädteriung gezogen werden können.
Die zur Erstellung der Karten herangezogenen Rasterdaten wurden vom Satelliten Landsat 8 bei ähnlichen Wetterbedingungen in den Jahren 2013 und 2020 aufgenommmen.

Für die vorliegede Studie wurden die folgenden Hauptschritte unternommen:
(i) Literaturrechereche über den städtischen Hitzeinsel-Effekt ("Urban Heat Island Effect")
(ii) Erstellung der klassifizierten Flächenkarten mit den Klassen Wasser, bebaute Fläche, Grünfläche und Ackerland;
(iii) Projektion der Klassifizierung in die Zukunft;
(iv) Berechnung der Referenz-Oberflächentemperatur mit Hilfe des Mono-Window Algorithmus;
(v) Errechnung der künftigen Oberflächentemperaturen;
(vi) Statistische Analyse und Ableitung von Unterscheidungsmustern der Oberflächentemperaturen;

Die Analyse der Satellitenbilder unterstreicht den fortschreitenden Temperaturanstieg der Stadt Wien mit der Zeit im Vergleich zu den Ergebnissen der Ausgangsszenarien. Es ist eine Beziehung zwischen der zunehmenden Versiegelung städtischer Flächen und den ansteigenden Oberflächentemperaturen zu erkennen. Dieser Temperaturanstieg trägt zum Urban Heat Island Effect bei.
Im weiteren Verlauf der Forschungsarbeit werden Maßnahmen und Empfehlungen zur Eindämmung des Urban Heat Island Effect vorgestllt und bewertet.

Satellitendaten, Fernerkundung, Mikroklima, städtische Hitzeinsel, GIS, Satellite data, remote sensing, microclimate, urban heat island effect, GIS