I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 ,   p p .   4 8 2 8 ~ 4 8 3 7   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 14 .i 6 . p p 4 8 2 8 - 4 8 3 7           4828     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Integ ra ting ma ch ine learning  and   deep learning   wit h land sca pe  metrics  for urba n  heat  i sla nd  predi ction       Sid d ha rt h P a l,  K a v it a   J ha j h a ria   D e p a r t me n t   o f   I n f o r m a t i o n   Te c h n o l o g y ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e ,   Te c h n o l o g y ,   a n d   A r c h i t e c t u r e ,   M a n i p a l   U n i v e r s i t y   J a i p u r ,   Ja i p u r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 5 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Oct  6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  1 8 ,   2 0 2 5       El e v a ted   tem p e ra tu re in   u rb a n   a re a re lativ e   to   su rro u n d in g   ru ra a re a s,   k n o w n   a t h e   u rb a n   h e a isla n d   ( UH I)  e ffe c t,   c o n stit u te  a   p re ss in g   c h a ll e n g e   to   u rb a n   su sta in a b il it y ,   p u b li c   h e a lt h ,   a n d   e n e rg y   e fficie n c y .   Wi t h   a   c o m p re h e n siv e   g l o b a d a tas e fro m   NA S A' S o c io e c o n o m ic  Da ta  a n d   Ap p li c a ti o n Ce n ter  ( S EDAC)  t h a e n c o m p a ss e lan d   s u rfa c e   tem p e ra tu re   (LS T)  a n d   d iffere n u r b a n   c h a ra c teristics ,   th is  stu d y   in v e stig a tes   th e   UH p h e n o m e n o n .   Th e   UH i n ten sit y   wa p re d icte d   u sin g   a d v a n c e d   m a c h in e   lea rn in g   m o d e ls ra n d o m   fo re st e x trem e   g ra d ien b o o sti n g   ( XG B o o st ) li g h t   g ra d ien b o o stin g   m a c h in e   ( Li g h tG BM ) m u lt il a y e p e rc e p tro n   ( M LP ) ,   a n d   lo n g   sh o rt - term   m e m o ry   (LS TM with   a tt e n ti o n   m e c h a n ism .   Th e   LS TM   wit h   a tt e n ti o n   a c h ie v e d   to p   R 2 : 0 . 9 9 9 8   (d a y )   a n d   0 . 9 9 9 2   ( n ig h t).   Ke y   l a n d sc a p e   m e tri c in c lu d e   u r b a n   a re a   siz e ,   p o p u lati o n ,   a n d   lo c a ti o n .   We  a n a l y z e d   sp a ti a l - tem p o ra UH p a tt e rn to   id e n ti fy   lo c a fa c to rs  li k e   g e o m e try   a n d   v e g e tatio n .   Th e se   fin d i n g a re   c rit ica fo u r b a n   p la n n e rs  a n d   p o l icy   m a k e rs  to   id e n ti f y   targ e ted   m it ig a ti o n   o p ti o n s,  i n c lu d in g   g re e n   sp a c e   e x p a n si o n ,   th e   u se   o lo w   th e rm a m a ss ,   a n d   u rb a n   c li m a te  re sili e n c e   stra teg ies .   Th e se   re su lt a d v a n c e   p re d ictiv e   m o d e li n g ,   su p p o r ti n g   r e sili e n t,   a n d   su sta in a b le citi e s.   K ey w o r d s :   Dee p   lear n in g   L o n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   Ma ch in lear n in g   So cio ec o n o m ic  d ata  an d   ap p licatio n s   ce n ter   Ur b an   h ea t isl an d   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kav ita  J h ajh ar ia   Dep ar tm en t o f   I n f o r m atio n   T e ch n o lo g y ,   Facu lty   o f   Scien ce ,   T ec h n o lo g y ,   a n d   Ar c h itectu r e   Ma n ip al  Un iv er s ity   J aip u r   Deh m i K alan ,   J aip u r ,   R ajasth an ,   I n d ia   E m ail:  k av ita. jh ajh ar ia@ jaip u r . m an ip al. ed u       1.   I NT RO D UCT I O N   n atu r al  p h en o m en o n   ch a r ac ter ized   b y   h ig h er   tem p er atu r e s   in   u r b a n   ar ea s   a n d   l o wer   o n es  in   r u r al   s u r r o u n d in g   ar ea s   is   th u r b a n   h ea is lan d   ( UHI )   ef f ec ca u s ed   b y   h u m an   a n d   u r b an   in f r a s tr u ctu r ac tiv ities .   Pro ce ed in g   f ac to r s   lik ex ten s iv u s o f   h ea r etain in g   m ater ials   lik a s p h alt  an d   co n cr ete,   r ed u ctio n   in   v eg etativ co v er   a n d   a n th r o p o g en ic  h ea t   g en er ate d   b y   v e h icles  an d   in d u s tr ies   [ 1 ]   h av e   ca u s ed   th is   tem p er at u r e   d is p ar ity .   Ur b an izatio n   wo r s e n s   UHI ,   in cr ea s es c o o lin g   d e m an d ,   p o llu tio n ,   a n d   em is s io n s   [ 2 ] .   UHI   also   r aises   h ea lth   r is k s   [ 3 ] ,   h ar m s   b i o d iv e r s ity   an d   s tr ain s   in f r astru ctu r e   [ 4 ] .   Giv e n   s u ch   im p ac ts ,   UHI   m itig atio n   ( e. g   co o r o o f s   a n d   g r ee n   s p ac es)  is   p r io r ity   [ 5 ] ,   s u p p o r ted   b y   b ette r   u n d er s tan d in g   o f   UHI   d y n a m ics.  T h r esear c h   q u esti o n   in   th is   s tu d y   is   as  f o l lo ws:   do  th e   lan d s ca p e   m etr ic s   ( am p lifie d   b y   ad v a n ce d   m ac h in lear n i n g   ( ML )   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   m o d el s )   h av th ca p ac ity   to   p r o p er ly   p r o p h esy   th in ten s ity   o f   U HI   d u r in g   b o th   th e   d ay   an d   n ig h t scen ar io s   in   v a r io u s   u r b a n   r eg i o n s   ar o u n d   t h g lo b e?     UHI   im p ac ts   s p an   en v ir o n m en t,  p u b lic  h ea lth ,   an d   in f r astru ctu r e,   m ak in g   th em   ce n tr a to   u r b an   p lan n in g   an d   clim ate  r ea d i n ess .   E n v ir o n m en tally ,   UHI   r aises   co o lin g   d em an d ,   in cr ea s in g   em is s io n s ,   an d   air   p o llu tio n   [ 2 ] .   T h is   f ee d b ac k   l o o p   wo r s en s   UHI   an d   ac ce ler ate s   clim ate  ch an g e.   UHI   r aises   h ea t - r elate d   illn ess es   an d   d ea th s ,   esp ec ially   in   v u l n e r ab le  g r o u p s   [ 3 ] .   Hig h er   tem p er atu r es  also   in cr ea s v ec to r - b o r n d is ea s s p r ea d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n teg r a tin g   ma c h in lea r n in g   a n d   d e ep   lea r n in g   w ith   la n d s c a p metrics   fo r   u r b a n   h ea ( S i d d h a r th   P a l)   4829   [ 6 ] .   UHI   ca u s es  th e r m al  s tr ess   o n   in f r astru ctu r e ,   r aisi n g   m ain ten an ce   co s ts   [ 7 ] .   UHI   also   t h r ea ten s   b io d iv e r s ity   b y   f o r cin g   s p ec ies  to   a d ap t o   h ig h e r   tem p er at u r es,  lead in g   to   ec o lo g ical  im b alan ce   [ 8 ] .   Ad d r ess in g   th ese   im p ac ts   is   k ey   f o r   r esil ien t,  en er g y - ef f icien t,  s u s tain ab le  cities.   Fu n d am en tally ,   AI   is   c h an g in g   h o we  s tu d y   an d   m itig ate   UHI ,   p la n   cities,  an d   ad a p t o   clim ate   ch an g e.   ML   m o d els  lik co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( C NNs ) r an d o m   f o r est  ( RF ) ,   an d   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM )   an aly ze   s atelli te  an d   s en s o r   d ata  to   p in p o in h ig h - r is k   ar ea s   an d   ass ess   tem p er atu r f lu ctu atio n s   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   Usi n g   lan d   s u r f ac e   tem p er atu r e   ( L ST)   a n d   lo ca clim ate  zo n e s   ( L C Z s )   d ata ,   AI   h elp s   ev al u ate   m ater ials ,   d en s ity ,   a n d   v eg eta tio n ,   g u id in g   g r ee n   in f r astru c tu r d esig n   [ 1 1 ] .   On e   ex am p le  is   h o w   ap p l y in g   g en etic  alg o r ith m s   an d   p ar ticle   s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   allo ws  u r b an   p la n n er s   to   esti m ate  h o well  d if f er e n t   in ter v en tio n s ,   i.e . ,   th e x p an s i o n   o f   g r ee n   s p ac es,  g r o win g   v eg etatio n ,   o r   u s o f   r ef lectiv m ater ial,   w o r k   in   d en s ar ea s .   T h ey   i d en tify   lan d   u s p lan s   to   r ed u ce   h ea t   a n d   b o o s r esil ien ce   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   I n teg r atin g   r em o te   s en s in g   an d   AI   en ab les  tailo r ed ,   d ata - d r iv e n   UHI   m itig atio n ,   s u p p o r tin g   s u s tain ab le  u r b a n   p lan n in g   an d   p u b lic   h ea lth .   T h im p o r ta n ce   lies   in   co m b in in g   ML /DL   m o d els  ( i n clu d in g   lo n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   ( L STM )   with   atten tio n )   with   lar g e - s ca le  g l o b al  d ata  ( NASA  So cio ec o n o m ic  Data   an d   Ap p licatio n s   C en ter   ( SEDA C ) ) .   I n clu d in g   lan d s ca p m etr ics  lik u r b an   s ize,   p o p u latio n ,   a n d   lo ca tio n   r ev ea ls   n ew  s p atial  an d   tem p o r al  UHI   tr en d s .   T h is   wo r k   is   u n i q u s i n ce   it  is   f o cu s ed   o n   g lo b al  s ca le,   b ec au s o f   co m p ar in g   th ML /DL   m o d els  to   p r ed ict  th d ay tim an d   n ig h ttime   UHI ,   an d   p r o v id in g   r e co m m en d atio n s   wh ich   ca n   b u tili ze d   b y   u r b an   p lan n er s   to   r estrict  th h ea t isl an d   ef f ec ts .   T h e   i d e n t i f ic a t i o n   o f   U H I   i s   n o w   t r a n s f o r m a t i v e   i n   a d d r e s s i n g   t h e   i n c r e as i n g   h e at   is s u es   u n d e r   t h e   u r b a n   l a n d s c a p e   c o n s i d e r i n g   t h e   A I   in n o v a t i o n   i n   as s ess m e n t   a n d   d i s c e r n m e n t .   T h e s e   t o o ls   u s e   s at e l l it e ,   c l i m at e ,   a n d   s p a t i al   d a t t o   t r a c k   U H I   p r e cis e l y .   C NN s   a n al y z e   s a t el l it e   im a g e s   t o   m a p   t e m p e r a t u r e   g r ad i e n t s   a n d   p r o d u c u r b a n   h e a t   m a p s   [ 1 4 ] A d v a n c e d   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k s   ( D NN s )   a n d   r e c u r r e n t   n e u r a l   n e t wo r k s   ( R N Ns )   p r o c e s s   t e m p o r a l   d a t a   t o   p r e d i c t   t e m p e r a t u r e   t r e n d s ,   h e l p i n g   p l a n n e r s   r e d u c e   h e a t   e f f e c t s   [ 1 5 ] G e o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n   s y s te m   ( G I S )   w i t h   A I   c r e a te s   la y e r e d   h e a t   m a p s   s h o w i n g   w h er e   c o o l i n g   m e a s u r es   li k e   v e g e ta t i o n   w o u l d   b e   m o s t   e f f e c t i v e   [ 1 6 ] .   M L   i n   r e m o t e   s e n s i n g   a n a l y z es   u n m a n n e d   a e r ia l   v e h i c l ( U AV )   a n d   s a t e ll i t th e r m a l   i m a g e r y   f o r   n e a r   r e a l - t i m e   UH I   m o n i t o r i n g   [ 1 7 ] .   C l o u d   c o m p u t i n g   s c a l es   A I   t o   h a n d l e   l a r g e   d a t a   a n d   s u p p o r t   r e a l - t i m e   u r b a n   p l a n n i n g .   T h i s   k e e p s   A I   c e n t r al  t o   m a n a g i n g   U H I s   as   ci t i es   g r o w   a n d   c l i m a t e   c h a n g e s   [ 1 8 ]       2.   L I T E R AT U RE   V I E W   T eh r an et  a l.   [ 1 9 ]   ex p l o r es  th u s o f   th ad v a n ce d   ML   m o d els - e. g . ,   g ated   r ec u r r en u n its   ( GR U ) ,   DNN,   an d   ar tific ial  n eu r al   n et wo r k s   ( ANN )   to   lear n   to   p r e d i ct  th UHI   ef f ec in   E u r o p ea n   cities.  I b u ild s   u p o n   u n iv ar iate  d atasets   f r o m   6 9   ci ties   f o r   2 0 0 7 - 2 0 2 1   ( n =0 . 5 6   G g ) ,   p r o jectin g   to   2 0 5 0 ,   2 0 8 0   an d   u s in g   th is   an d   r elate d   d atasets   f o r   th p u r p o s o f   u n d er s tan d in g   th e   r o les  o f   u r b a n   m o r p h o lo g y   ( s p atial  an d   s tr u ctu r al   f ea tu r es  o f   u r b a n   lan d s ca p es)  to   UHI   in ten s ity .   T h s tu d y   f in d s   GR h ig h ly   ac cu r ate  an d   s h o ws  d en s er   u r b a n   f o r m s   in cr ea s UHI .   Yan g   et  a l.  [ 2 0 ]   ad d r ess es  th cr itically   im p o r tan p r o b lem   o f   th ef f ec o f   th UHI   o n   b u ild i n g   en er g y   u s e.   UHI   is   p h en o m en o n   wh er eb y   u r b an ize d   ar ea s   ex h i b it  tem p er atu r h ig h e r   th an   s u r r o u n d in g   r u r al  ar ea s ,   th h ea tin g   o f   b u ild i n g s   in cr ea s es  en er g y   d em an d ,   esp ec ially   co o lin g   o v er   war m e r   m o n t h s .   I s tr ess e s   ac cu r ate   UHI   ass es s m en t f o r   s u s tain ab l d ev elo p m en t.   Ass af   et  a l.  [ 2 1 ]   p r ed ict  UHI   s ev er ity   u s in g   B ay esian   n etw o r k s   ap p lied   to   f in e   g r ain e d ,   c en s u s   tr ac lev el  d ata.   T h is   q u an tifie s   UHI   im p ac ts   ac r o s s   v ar y in g   d e n s ity   an d   v eg etatio n .   T h s tu d y   u tili ze s   B ay esian   n etwo r k s   to   im p r o v p r ed ictiv ac cu r ac y   b y   m o d elin g   th p r o b ab ili s tic  r elatio n s h ip s   b etwe en   th ese  f ac to r s   an d   th er eb y   to   p r o v id f in er   g r ai n ed   ap p r o ac h   to   th s tu d y   o f   UHI   p atter n s .       3.   M AT E R I AL S   AND  M E T H O D   T h UHI   ef f ec t,  wh er ein   u r b an   ar ea s   h av h ig h er   tem p er a tu r es  th an   s u r r o u n d in g   r u r al  r eg io n s ,   is   in v esti g ated   in   th is   s tu d y .   T h m ajo r   r ea s o n   f o r   th is   tem p er at u r d is p ar ity   is   p r im ar ily   u r b a n   f ea tu r es  in clu d in g   im p er v io u s   s u r f ac es  s u ch   as  p av ed   r o ad s   a n d   co n c r ete  s tr u ct u r es,  wh ich   ab s o r b   a n d   r etain   h ea t.  Ad d itio n ally ,   ex ce s s   h ea t is r elea s ed   f r o m   v eh icles a s   well  as h ea tin g   an d   co o lin g   s y s tem s   [ 2 2 ] .     3 . 1 .     Study   a re a   T h is   s tu d y   u s ed   th g lo b al  U HI   d atasets   f r o m   2 0 1 3   f r o m   th e   NASA   SEDA C   [ 2 2 ]   an d   in c lu d ed   th eir   L ST  m ea s u r em en ts   in   d eg r e es  C elsi u s .   Ur b an   ar ea s '   av er ag s u m m e r   d a y tim m ax i m u m s   an d   n ig h ttime   m in im u m s ,   alo n g   with   th u r b an   r u r al  tem p er atu r e   d if f e r en ce   ar in cl u d ed   in   t h d ataset.   Ur b an   ex ten ts   ar e   d ef in ed   as  10  km   b u f f er   zo n es a r o u n d   ea ch   ar ea .   T h g lo b al  r u r al - u r b an   m a p p in g   p r o ject  ( GR UM Pv 1 )   is   u s ed   to   d er iv th u r b an   b o u n d ar ie s   wh ile  th tem p er atu r d ata  ar d er iv ed   f r o m   p a r ts   o f   th m o d er ate  r eso lu tio n   im ag in g   s p ec tr o r ad io m ete r   ( M ODI S)  o n   NASA' s   Aq u s atell ite.   T h is   d ataset  is   g eo g r ap h ic ally   wid co v er i n g   m u ltip le  co n tin en ts   f r o m   v ar y in g   p o r tio n s   o f   No r th   a n d   So u th   Am er ica,   Af r ica,   Asi a,   E u r o p e,   an d   Oce an ia.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 :   4 8 2 8 - 4 8 3 7   4830   T h is   s wath   ex ten d s   f r o m   latitu d 7 8 . 2 8 °N   to   - 5 4 . 8 6 °S ,   a n d   lo n g itu d e   1 7 9 . 4 6 °E   to   - 1 7 6 . 2 °W ,   p r o v id in g   a   g l o b al   ex am p le  o f   th e   UHI   ef f ec t.  T em p er atu r e   d ata  wer e   r ec o r d e d   o v e r   4 0 - d a y   p e r io d   d u r in g   th p ea k   o f   s u m m er   m o n th s   f r o m   J u ly   to   Au g u s in   th n o r th er n   h em is p h er e,   an d   f r o m   J an u a r y   to   Feb r u ar y   in   th s o u th er n   h em is p h er e.     3 . 2 .     Da t a   c o llect io n a nd   pre - pro ce s s ing   3 . 2 . 1 .   Da t a   co llect io n   Fo r   th is   s tu d y ,   th e   d ata  u s ed   in   it  co m es  f r o m   th e   g lo b al   UHI   d ata s et,   2 0 1 3   f r o m   NASA  SEDA C ,   C en ter   f o r   I n ter n atio n al  E ar th   Scien ce   I n f o r m atio n   Netwo r k   ( C I E SIN ) ,   C o lu m b ia  Un iv e r s ity   [ 2 2 ] .   T h L ST   v alu es a r av ailab le  as th is   d ataset,   wh ich   ar lan d   L ST  v alu es f o r   u r b a n   an d   r u r al  ar ea s   d e r iv ed   f r o m   MO DI S   s atellite  d ata.   Du r in g   p ea k   s u m m er   m o n th s   t h d ataset  co n t ain s   tem p er atu r e   r ea d in g s   f o r   d ay tim m a x im u m   as  well  as  n ig h ttime   m in im u m   tem p er atu r es.  As  p r ev iew,   T ab le  1   p r esen ts   s o m o f   th s am p le  en tr ies  in   th e   d ataset.   T h is   ass is ts   to   ex p lain   th n atu r e   o f   d e m o g r a p h ic   an d   g eo g r ap h ic   in f o r m atio n   en clo s ed   in   th e   an aly s is .   T h d ata   s et  u s ed   in   th is   s tu d y   also   in clu d es   u r b a n   a r ea   co d e s ,   n am es ,   an d   esti m ated   p o p u latio n s ,   wh ich   f o r m   th b asis   f o r   s am p le  p o p u latio n   esti m ates.       T ab le  1 p r ev iew  o f   d ataset  u s ed   in   r esear ch   wo r k   I S O U R B I D   I S O 3   U R B I D   N A M E   S C H N M   ES9 0 P O P   ES9 5 P O P   ES0 0 P O P   G R L8   G R L   8   U p e r n a v i k   U P ER N A V I K   9 1 8   1 0 1 5   1 1 2 3   U S A 1 5   U S A   15   B a r r o w   B A R R O W   3 4 6 9   3 9 8 6   4 5 8 1   N O R 1 7   NOR   17   H o n n i n g sv å g   H O N N I N G S V A G   2 2 3 7   2 3 5 6   2 5 1 0   N O R 1 9   NOR   19   H a v ø y s u n d   H A V O Y S U N D   1 2 8 5   1 2 3 5   1 1 6 3   N O R 2 1   NOR   21   K j ø l l e f j o r d   K JO LL EFJ O R D   1 1 5 9   1 1 1 5   1 0 4 9   N O R 2 6   NOR   26   B e r l e v å g   B ER LEV A G   1 2 9 7   1 2 4 7   1 1 7 4   G R L3 1   G R L   31   U u mm a n n a q   U U M M A N N A Q   1 4 0 5   1 4 2 2   1 4 4 0   R U S 4 0   R U S   40   A n a d y r   ANADYR   1 2 0 5 4   1 2 0 3 5   1 1 9 0 0   W LF5 2   W LF   52   M a t a ' u t u   M A TA U TU   1 2 2 2   1 1 5 0   1 0 8 3       3 . 2 . 2 .   Da t a   pre - pro ce s s ing   W p r ep r o ce s s ed   th e   d ataset  f o r   m o d elin g .   I n   th p r esen ce   o f   h ig h   clo u d   co v er ,   m is s in g   tem p er atu r e   v alu es  wer f illed   with   alter n ativ p er io d   d ata   ( Ap r il   t o   Ma y   2 0 1 3   f o r   t h n o r th e r n   h e m is p h er e,   an d     Dec em b er   2 0 1 3   to   J an u ar y   2 0 1 4   f o r   t h s o u th e r n   h em is p h er e)   [ 2 2 ] .   W e x clu d ed   r eg i o n s   with o u UHI   o r   u r b an   ar ea s .   W m ap p ed   an d   ag g r e g ated   u r b an - r u r al  tem p e r atu r es.   Seaso n al  d ata  wer alig n ed   ac r o s s   h em is p h er es.   No r m aliza tio n   r ed u ce d   g eo g r a p h ic/clim atic  b ias.     3 . 2 . 3 .   Wo rkf lo w   T h p r im ar y   task   o f   th is   wo r k   is   to   p r ed ict  th UHI   ef f ec t,  i.e .   th tem p er atu r d if f er en ce   b e twee n   th u r b an   an d   s u r r o u n d in g   r u r al  ar ea   ( D_ T _ DI FF )   an d   at  n i g h ( N_ T _ DI FF ) .   W u s d ataset  in clu d in g   u r b a n   an d   b u f f er   ar ea   tem p er atu r o b s er v atio n s ,   u r b an   ar ea   s ize,   p o p u latio n   esti m ates,  g eo g r ap h i ca co o r d in ates ,   to   ac h iev th is .   T h e   tem p er atu r d if f er en ce s   ar p r ed icted   u s in g   c o llectio n   o f   m u ltip le  ML   m o d els  co n s is tin g   o f   RF - r eg r ess o r ex tr em e   g r a d ien b o o s tin g   ( XGBo o s t ) - r eg r ess o r lig h g r ad ien t   b o o s tin g   m a ch in ( L i g h tGB M ) m u ltil ay er   p er ce p tr o n   ( ML P) ,   an d   L STM   with   atten tio n   m ec h an is m   o n   th ese  f ea tu r es.  Fin a lly ,   we  ev alu ate  th p er f o r m an ce   o f   th m o d el  u s in g   d if f er e n er r o r   m etr ics  s u ch   a s   r o o m ea n   s q u ar ed   e r r o r   ( R MSE ) ,   m ea n   s q u ar e d   er r o r   ( MSE ) ,   m ea n   ab s o lu te   er r o r   ( MA E ) ,   an d   co e f f icien o f   d eter m in atio n   ( )   ( to   en s u r e   g o o d   p r e d ictio n s   o f   th UHI   ef f ec t a cr o s s   th o th e r   r eg io n s ) .   Fig u r 1   r ep r esen ts   th f lo wch ar o f   th r esear ch .     3 . 2 . 4 .   L a nd s ca pe  m et rics   L an d s ca p m etr ics  in   u r b an   s tu d ies  an d   en v ir o n m e n tal  s cien ce   ar im p o r tan to   q u an ti f y   s p atial  p atter n s   in   lan d s ca p e   f ea tu r es   f o r   d escr ib in g   u n d er l y in g   e n v ir o n m e n tal  p h en o m en a   s u ch   as  th UHI   ef f ec t.    I n   p r ed ictin g   UHI ,   lan d s ca p e   m etr ics  q u an tif y   th ese   ch ar ac t er is tics   o f   th e   u r b an   ar ea   an d   s u r r o u n d i n g   lan d :   in clu d in g   lan d   u s ty p es,  lan d   co v er ,   an d   s p atial  co n f i g u r ati o n   d ir ec tly   in f lu e n cin g   th th er m al  p r o p e r ties   o f   th s tu d y   ar ea .   Sev er al   lan d s ca p m etr ics  ar u s ed   to   ch ar ac ter ize  th s tu d ied   u r b an   ar ea s   an d   th eir   ass o ciate d   1 0   k m   b u f f er   zo n es.  T h ese  m e tr ics in clu d e:     Ur b an   a r ea   s ize  ( SQKM_ FIN AL ) a   c o m p ar is o n   was  m a d o f   th e   ex te n in   s q u ar e   k ilo m et r es  th at  d e f in es   ' u r b an '   an d   th im p ac it  h as  o n   th lo ca tem p er atu r v ar iati o n .   I m p e r v io u s   s u r f ac es  in   lar g er   u r b a n   ar ea s   co v er   m o r s u r f ac e   ar ea   th at  r esu lts   in   m o r s ig n if ican t U HI   ef f ec t   [ 1 ] .     Po p u latio n   esti m a tes  ( E S9 5 POP):  s in ce   s ig n if ican co n tr i b u to r   to   waste  h ea in   u r b an   ar ea s   is   th lev el   o f   h u m an   ac tiv ity ,   th esti m at ed   p o p u latio n   o f   u r b a n   ar ea s   i n   1 9 9 5   is   u s ed   as  p r o x y   f o r   it.   T h UHI   ef f ec t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n teg r a tin g   ma c h in lea r n in g   a n d   d e ep   lea r n in g   w ith   la n d s c a p metrics   fo r   u r b a n   h ea ( S i d d h a r th   P a l)   4831   is   o f ten   ass o ciate d   with   h ig h e r   p o p u latio n   d e n s ities   with   co r r esp o n d i n g   h eig h ten e d   e n er g y   co n s u m p tio n   an d   h ea p r o d u ctio n   [ 7 ] .     T em p er atu r e   v ar iab ilit y   ( UR B _ D_ ME AN,   B UF_ D_ ME A N,   UR B _ N_ ME AN,   B U F_ N _ ME AN) th e   u r b an   a n d   its   b u f f er   a r d ef in ed   b y   b u f f er   ar ea   s u r r o u n d i n g   th u r b an   ar ea   at  s ca le  o f   1 :1 0 , 0 0 0 ,   an d   th ese  m etr ics  r ep r esen t   th a v er ag d ay tim m a x im u m   an d   av er ag e   n ig h ttime   m in im u m   L ST s   f o r   u r b a n   ar ea   an d   its   b u f f er .   Dir ec in d icato r s   o f   th UHI   ef f ec a n d   th m ea n in g   o f   th t h er m al  lan d   s ca p e   p er f o r m an ce   a r D_ T _ DI FF   ( d ay )   an d   N_ T _ DI FF   ( n ig h t) ,   th e   tem p er atu r d if f er en ce s   b etwe en   u r b an   an d   r u r al  ar ea s   [ 2 2 ] .     Geo g r ap h ic  l o ca tio n   ( L AT I T UDE ,   L ONGI T UDE ) g eo g r ap h ic  lo ca ti o n   o f   th u r b an   ar ea s   is   co r r esp o n d ed   t o   th clim atic  co n d itio n   o f   th e   r eg io n   b ec a u s tem p er atu r v a r iatio n   is   d e p en d en o n   t h e   latitu d e,   altitu d e,   a n d   n ea r n ess   to   m o u n tain s   o r   b o d ies o f   wat er .   L o ca lly ,   th ese  g e o g r a p h ic  c h ar ac ter is tics   p lay   m ajo r   r o le  in   lo ca l d if f e r en ce s   in   tem p er atu r b etwe en   u r b an   an d   r u r al  a r ea s   [ 2 3 ] .     L an d   co v er   a n d   im p er v io u s   s u r f ac ar ea wh ile  n o ex p licitly   p ar o f   th is   d ataset,   th p er ce n tag o f   p av e d   r o ad s ,   b u ild in g s ,   etc.   an d   lan d   co v er   ty p es  ( f o r   ex am p le  g r ee n   s p ac e,   wate r   b o d y )   o f   an   a r e also   p lay s   m ajo r   r o le  in   t h UHI   ef f ec t.   T h ese  v ar iab les  ca n   b d er iv ab le  f r o m   s atellite  im ag er y   o r   o th er   s p atial   d atasets   an d   cr u cial  f o r   u n d er s tan d in g   th r ea s o n s   f o r   d if f er e n ce s   in   tem p er atu r es b etwe en   th u r b an   an d   r u r al  zo n es   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .           Fig u r 1 .   Dem o n s tr atin g   wo r k f lo o f   r esear c h   wo r k     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 :   4 8 2 8 - 4 8 3 7   4832   4.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   U H I   h as   b e e n   a n a l y z e d   v i s   u r b a n - r u r a l   t e m p e r a t u r d i f f e r e n c es   a n d   c o m p a r e d   M L   m o d el s .   Ou r   g o a l   is   t o   f i n d   UH I   p a t te r n s   a n d   p r e d i ct i v e   m o d e ls   f o r   u r b a n   p l a n n i n g .   F o r   t h e v a l u a ti o n ,   w a d o p t e d   k e y   s c o r es ,   n a m el y   R ² ,   R MS E ,   MA E ,   a n d   MS E   t o   m e a s u r e   t h e   p r o p o r t i o n   o f   v a r i a n c e   p r e d i c te d   b y   t h e   m o d e l ,   m e a n   m a g n i t u d e   o f   e r r o r s ,   m e a n   a b s o l u te   d i f f e r e n ce   o f   p r e d i c t e d   a n d   a c t u a l   v al u es   a n d   t h e   MS E   o f   p r e d i c t i o n   r es p e c t i v el y .       4 . 1 .     E x plo ra t o ry   da t a   a na l y s is   E x p l o r a t o r y   d a t a   a n a l y s is   ( E DA )   h a s   b e e n   p e r f o r m e d   t o   i d e n ti f y   p a t t e r n s   i m p o r t a n t   f o r   p r e d i c t i n g   U H I .   W e   a n a l y ze d   d i s t r i b u t i o n s   o f   n u m e r i c   v a r i a b l es   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   2 .   S o m e   f e a t u r e s   we r e   s k ew e d ,   o t h e r s   n o r m a l t h u s   f e a t u r s c al i n g   wa s   a p p l ie d .   F i g u r e   3   s h o w s   f e a t u r e   s ca t t e r   p l o ts   a n d   r el a ti o n s h i p s .   W e   w a n t e d   t o   k n o w   w h e t h e r   t h e r e   is   d i f f e r e n c e   b etw e e n   c l u s t e r e d   a r e as   a n d   b u f f e r   a r e a s   f o r   s o m e   f ea t u r e   p a i r s ;   a n d   f o r   s o m e ,   u r b a n   r e g i o n s   h a v e   d i f f e r e n t   d e g r e e   o f   c l u s t e r s   c o m p a r e d   t o   b u f f e r   a r e a s ,   m e a n i n g   t h a t   u r b a n i z a t io n   h a s   a n   e f f e c t   o n   s o m e   o f   t h e   f e at u r e   p a i r s .   D et e c t e d   c o r r e la t i o n s ,   l i k b e t w ee n   t e m p e r a t u r e   a n d   b u i lt - u p   d e n s i t y ,   al i g n   w it h     U H I   t r e n d s .           Fig u r 2 .   T h p lo t sh o ws d is tr ib u tio n   o f   n u m er ic  attr ib u tes th r o u g h o u t th e   d ataset           Fig u r 3 .   Pair wis r elatio n s h ip s   o f   d ata  f ea tu r es  ( Pair p lo t)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n teg r a tin g   ma c h in lea r n in g   a n d   d e ep   lea r n in g   w ith   la n d s c a p metrics   fo r   u r b a n   h ea ( S i d d h a r th   P a l)   4833   4. 2 .     M o del per f o rma nce  co m pa riso n   T h ev al u atio n   o f   ML   m o d els   f o r   UHI   p r e d ictio n   u s in g   R M SE,   MSE ,   an d   MA E   h as  b ee n   d o n e.   We   an aly s ed   th p er f o r m an ce   o f   f iv m o d els:   RF - r eg r ess o r ,   X GB o o s t - r eg r ess o r ,   L ig h tGB M,   ML P ,   an d   L STM   with   an   atten tio n   m ec h an is m .   T h e   L STM   with   atten tio n   was  th b est  p er f o r m in g   m o d el   an d   is   p r esen ted   as   f o llo win g   th lo west  R MSE ,   eq u al  to   0 . 0 2 5 3   ( d ay ) ,   0 . 0 3 1 4   ( n i g h t)   an d   MA E ,   eq u a to   0 . 0 0 7 9   ( d a y ) ,     0 . 0 1 1 3   ( n ig h t) ,   an d   th h i g h est  R ²  v alu es,  eq u al  to   0 . 9 9 9 8   ( d ay ) ,   0 . 9 9 9 2   ( n ig h t) .   T h e   ML also   s h o wed   g o o d   r esu lts   with   R ²= 0 . 9 9 7 3   ( d a y )   a n d   0 . 9 9 7 5   ( n ig h t)   an d   R MSE = 0 . 0 9 8 6   ( d ay ) ,   0 . 0 5 5 7   ( n ig h t) .   RF   an d   L ig h tGB M   b r o u g h t e x ce llen t r esu lts ,   an d   RF   g o t th h ig h est R ²  v alu es o f   0 . 9 9 1 7   ( d a y )   an d   0 . 9 6 8 3   ( n ig h t)   with   th lo west   R MSE   o f   0 . 1 7 2 6   an d   0 . 1 9 8 6   L ig h tGB ac h iev ed   R ²  v alu e s   0 . 9 7 3 6   ( d a y )   an d   0 . 9 3 0 2   ( n ig h t)   an d   R MSE   o f   0 . 3 0 8 1   an d   0 . 2 9 4 8 .   C lo s ely   b eh in d   was  th XGBo o s t,  wh ich   h ad   s lig h tly   wo r s ac cu r ac y   o f   R ²  eq u al  to     0 . 9 7 3 1   ( d ay )   an d   0 . 9 6 3 8   ( n ig h t)   an d   R MSE   eq u al   to   0 . 3 1 0 9   an d   0 . 2 1 2 2   r esp ec tiv ely .   T h e   F ig u r 4   r ep r esen ts   th co m p a r is o n   o f   all   m o d els.  Fig u r 5   r ep r esen ts   th e   co m p ar is o n   o f   th e   s ca tter   p lo t   o f   th m o d els.  Fig u r e   s h o ws  ac tu al  v s .   p r ed icted   v alu es  s ca tter   p lo ts   o f   ea ch   m o d el:  Fig u r e   5 ( a)   RF   is   m o d er ately   ac cu r ate;     Fig u r e   5 ( b )   XGBo o s also   p er f o r m s   s im ilar ly   with   th e   p er f o r m a n ce   h av in g   to u c h   m o r d is p er s io n ;     Fig u r e   5 ( c )   L ig h tGB M   is   m o r s ca tter ed   an d   h as  l o wer   R 2 Fig u r e   5 ( d )   ML h as  a   h ig h   class if icatio n   ac cu r ac y an d   Fig u r e   5 ( e)   L S T with   atten tio n   p r esen ts   th f itti n g   p o in ts   at  clo s d is ta n ce   to   th d iag o n al.   T h ese  p lo ts   d escr ib th p r ed i ctiv p er f o r m an ce   o f   ea ch   o f   t h ese  m o d els.           Fig u r 4 .   b ar   ch a r t o f   th m etr ics p er f o r m e d   ac r o s s   th d a y   an d   n ig h d ataset  f o r   b o th   th m o d els an d   p er f o r m s   co m p a r ativ an aly s is   o f   th m o d els’  p er f o r m an c es       4 . 3 .     Da y   v s .   nig ht  perf o r m a nc e   M o d e l s   p er f o r m e d   b e t t e r   d u r in g   t h d a y t im w i t h   l o w er   e r r o r s .   D ay t i m d a t a r m o r s t a b l e   an d   p r ed i c t a b le .   Ho w ev e r ,   p r ed ic t i o n   e r r o r s   w e r h ig h e r   f o r   n i g h t t i m e   d a t a   th a t   m a y   b r e l a t ed   to   g r ea t e r   v a r i ab i l i t y   i n   n ig h t t im e   co o l in g   r a t e s ,   m i cr o c l im a t i c   in f lu e n c e s ,   o r   s o m e   o t h er   s u ch   f ac t o r s   af f ec t i n g   h e a r e t e n t io n ,   s u c h   a s   u r b a n   g e o m e t r y   o r   t h d i s tr i b u t i o n   o f   v e g e ta t i o n .   F ig u r 6   r ep r e s en t s   t h e   t em p er a t u r d i f f e r en c e   b e t w e e n   d ay   a n d   n i g h t .   B o t h   s h o w   s c a t te r   ar o u n d   z e r o ,   w i th   g r e a t er   s p r ea d   a n d   s e n s i t i v i ty   t o u t l i er s   a t   n i g h t .   T h d a y tim tem p er atu r es   d if f er en ce s   in   th k er n el   d e n s ity   e s tim atio n   ( KDE )   p lo ( b lu e   cu r v e)   s h o ws   wid er   d is tr ib u tio n   o f   er r o r s   with   m ax im u m   ar o u n d   ze r o ,   in d icatin g   g o o d   p r e d ictio n   b u with   g r ea ter   v ar iab ilit y   as  s h o w n   in   F ig u r 7 .   T h is   wid er   d is tr ib u tio n   i s   in d icativ e   o f   p o o r er   p er f o r m an ce   with   d ay tim e   co n d itio n s ,   wh ich   m ay   b e   ex p lain ed   b y   a   s tr o n g er   d ep en d en ce   o n   atm o s p h er ic  d y n am ics   f r o m   s o lar   r a d iatio n   o r   lo ca lized   wea th er   ev e n ts ,   f o r   in s tan ce .   T h tails   s h o s o m in s tan ce s   o f   lar g o v er s   ten s io n s   o r   u n d e r   ten s io n s   th at  war r an t f u r th er   s t u d y   to   i d en tify   r ea s o n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 :   4 8 2 8 - 4 8 3 7   4834       ( a)   ( b )         ( c )   ( d )       ( e)     Fig u r 5 .   T h r ep r esen tatio n   o f   ac tu al  v s .   p r e d icted   p lo f o r   ( a)   RF ,   ( b )   X GB o o s t ,   ( c)   L ig h tGB M ,   ( d )   ML P,  an d   ( e)   L STM       W h ile  n ig h ttime   tem p er atu r d if f er en ce s   ( r e d   cu r v e)   r e v ea m u ch   s h ar p e r   an d   n ar r o wer   p ea k e d   p r o f ile  ce n ter ed   ar o u n d   ze r o ,   in d icatin g   m u ch   m o r e   co n s is ten an d   r eliab le  p r ed ictio n   d u r in g   th e   n ig h t.  T h is   d em o n s tr ates  th at  t h m o d el   p er f o r m s   b etter   in   s tab le  n ig h tti m co n d itio n s ,   wh e r th e r a r e   f ew  e n v ir o n m en tal  f lu ctu atio n s .   T h is   n a r r o s p r e ad   an d   s h o r tails   s u g g est  th e   m o d el  is   r o b u s f o r   n ig h ttime   t em p er atu r p atter n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n teg r a tin g   ma c h in lea r n in g   a n d   d e ep   lea r n in g   w ith   la n d s c a p metrics   fo r   u r b a n   h ea ( S i d d h a r th   P a l)   4835       Fig u r 6 .   T h s ca tter   p lo t sh o ws  d ay   v s   n ig h t te m p er atu r e   d if f er en ce s           Fig u r 7 .   Ker n el  d en s ity   esti m ate  at  d ay   an d   n ig h t te m p er atu r d if f er e n ce s       5.   CO NCLU SI O N   Fo r   p r ed ictin g   UHI   e f f ec ts ,   d if f er en ML   m o d els  wer te s ted   in   th is   s tu d y   u s in g   d a y   an d   n i g h tem p er atu r d ata.   T h b est  p er f o r m in g   m o d el  was  an   L STM   with   atten tio n   m ec h an is m   am o n g   th m o d els  test ed .   I ac h iev ed   th lo west  er r o r   m etr ics  ( R MSE ,   MSE ,   a n d   MA E )   an d   th h ig h est  R ²  s co r es  f o r   b o th   d ay   ( R ² = 0 . 9 9 9 8 )   an d   n ig h ( R ² = 0 . 9 9 9 2 ) .   I ts   u n iq u ab ilit y   to   ex t r ac s o m o f   th d ata' s   co m p lex   tem p o r al  p atter n s   an d   d ep e n d en cies  m ak es  it  p o wer f u to o f o r   UHI   p r ed ict io n ,   esp ec ially   as  it  tack les  s p atial  an d   tem p o r al   v ar iatio n .   W an aly ze d   s p ati al  an d   tem p o r al  UHI   tr e n d s .   Ho wev er ,   d ay tim p r ed ictio n s   ex h ib ited   g r ea ter   v ar iab ilit y   ac r o s s   m o d els  r elativ to   n ig h ttime   p r e d ictio n s ,   wh ich   h ig h lig h ts   th d ay - to - d ay   n atu r o f   d ay tim e   co n d itio n s   a f f ec ted   b y   f ac to r s   s u ch   as  s o lar   r ad iatio n ,   u r b an   g eo m etr y ,   an d   v e g etatio n   c o v er .   Nig h ttime   s tab ilit y   im p r o v e d   m o d el  co n s is ten cy .   Sp atial  an aly s is   s h o ws  s p r awl  v ar iatio n ,   s u g g esti n g   lo ca s o l u tio n s .   L STM   h elp s   p lan n er s   tar g et  h ig h - r is k   ar ea s   with   f in e - g r ain ed   p r ed ictio n s .   T h er ar m u ltip le  p r ac tical  im p licatio n s   o f   th e   s tu d y u r b an   p lan n e r s   will  b ab le  to   lo ca te  h ig h - r is k   ar ea s   an d   p la n   s p ec ial  p r o v is i o n s ,   in clu d in g   t h en lar g em en o f   g r ee n   s p ac es  a n d   th u tili s atio n   o f   r e f lectiv m ater ials .   L im itatio n s   in clu d r elian ce   o n   s atellit L ST,   wh ich   m ay   m is s   lo ca m icr o clim ates.  Fu r th er   wo r k   co u ld   u s r ea l - tim s en s o r   d a ta,   h ig h er   r eso lu ti o n   im ag er y ,   a n d   s o cio - ec o n o m ic  f ac to r s   to   im p r o v ac c u r ac y   a n d   g u i d lo ca l U HI   m itig atio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 :   4 8 2 8 - 4 8 3 7   4836   F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Sid d h ar th   Pal                               Kav ita  J h ajh ar ia                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h au th o r s   co n f ir m   t h at  th d ata  s u p p o r tin g   th e   f in d i n g s   o f   t h is   s tu d y   ar e   av ailab le  with in   th ar ticle.         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   J.  K o n g ,   Y .   Z h a o ,   D .   S t r e b e l ,   K .   G a o ,   J.   C a r mel i e t ,   a n d   C .   L e i ,   U n d e r st a n d i n g   t h e   i m p a c t   o f   h e a t w a v e   o n   u r b a n   h e a t   i n   g r e a t e sy d n e y :   t e m p o r a l   su r f a c e   e n e r g y   b u d g e t   c h a n g e   w i t h   l a n d   t y p e s,   S c i e n c e   o f   T h e   T o t a l   En v i r o n m e n t ,   v o l .   9 0 3 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . sc i t o t e n v . 2 0 2 3 . 1 6 6 3 7 4 .   [ 2 ]   T.   P .   S c o l a r o ,   E.   G h i s i ,   a n d   C .   M .   S i l v a ,   Ef f e c t i v e n e ss   o f   c o o l   a n d   g r e e n   r o o f i n s i d e   a n d   o u t s i d e   b u i l d i n g i n   t h e   b r a z i l i a n   c o n t e x t ,   S u s t a i n a b i l i t y ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 8 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s u 1 6 1 8 8 1 0 4 .   [ 3 ]   S .   C h a u h a n ,   C .   L.   W a l s h ,   P .   Ec k e r s l e y ,   E.   M o h a r e b ,   a n d   O .   H e i d r i c h ,   U r b a n   h e a t   s t r e ss ,   a i r   q u a l i t y   a n d   c l i m a t e   c h a n g e   a d a p t a t i o n   st r a t e g i e s   i n   UK   c i t i e s ,   Fr o n t i e rs  o f   En g i n e e ri n g   Ma n a g e m e n t ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 5 5 2 7 1 ,   Ju n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 2 5 2 4 - 025 - 4 0 2 9 - y.   [ 4 ]   S .   C h e n   e t   a l . ,   I mp a c t   o f   u r b a n i z a t i o n   o n   t h e   t h e r ma l   e n v i r o n m e n t   o f   t h e   c h e n g d u c h o n g q i n g   u r b a n   a g g l o mera t i o n   u n d e r   c o m p l e x   t e r r a i n ,   E a r t h   S y st e m   D y n a m i c s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   3 4 1 3 5 6 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 5 1 9 4 / e sd - 13 - 3 4 1 - 2 0 2 2 .   [ 5 ]   J.  C a n t o n   a n d   A .   D i p a n k a r ,   C l i ma t o l o g i c a l   a n a l y si s   o f   u r b a n   h e a t   i sl a n d   e f f e c t i n   S w i ss   c i t i e s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C l i m a t o l o g y ,   v o l .   4 4 ,   n o .   5 ,   p p .   1 5 4 9 1 5 6 5 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / j o c . 8 3 9 8 .   [ 6 ]   M .   D .   C a s t i l l o   e t   a l . ,   Q u a n t i f y i n g   t h e   h e a l t h   b e n e f i t o f   u r b a n   c l i ma t e   mi t i g a t i o n   a c t i o n s:   c u r r e n t   st a t e   o f   t h e   e p i d e m i o l o g i c a l   e v i d e n c e   a n d   a p p l i c a t i o n   i n   h e a l t h   i m p a c t   a ss e ssm e n t s,”   Fro n t i e rs  i n   S u s t a i n a b l e   C i t i e s ,   v o l .   3 ,   N o v .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f r sc . 2 0 2 1 . 7 6 8 2 2 7 .   [ 7 ]   E.   D .   C r i s t o ,   L .   E v a n g e l i st i ,   L.   B a r b a r o ,   R .   D .   L .   V o l l a r o ,   a n d   F .   A s d r u b a l i ,   A   sy st e ma t i c   r e v i e w   o f   g r e e n   r o o f s’   t h e r mal   a n d   e n e r g y   p e r f o r m a n c e   i n   t h e   me d i t e r r a n e a n   r e g i o n ,   En e rg i e s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 0 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 8 1 0 2 5 1 7 .   [ 8 ]   K .   J o s h i ,   A .   K h a n ,   P .   A n a n d ,   a n d   J .   S e n ,   U n d e r s t a n d i n g   t h e   s y n e r g y   b e t w e e n   h e a t   w a v e s   a n d   t h e   b u i l t   e n v i r o n me n t :   a   t h r e e - d e c a d e   sy st e ma t i c   r e v i e w   i n f o r m i n g   p o l i c i e f o r   m i t i g a t i n g   u r b a n   h e a t   i s l a n d   i n   c i t i e s,”   S u st a i n a b l e   Ea r t h   R e v i e w s ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 2 0 5 5 - 024 - 0 0 0 9 4 - 7.   [ 9 ]   S .   L i u ,   J .   Zh a n g ,   J.   L i ,   Y .   Li ,   J .   Zh a n g ,   a n d   X .   W u ,   S i m u l a t i n g   a n d   m i t i g a t i n g   e x t r e me   u r b a n   h e a t   i sl a n d   e f f e c t s   i n   a   f a c t o r y   a r e a   b a s e d   o n   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   Bu i l d i n g   a n d   En v i r o n m e n t ,   v o l .   2 0 2 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b u i l d e n v . 2 0 2 1 . 1 0 8 0 5 1 .   [ 1 0 ]   B .   S i r mac e k   a n d   R .   V i n u e sa,   R e m o t e   se n si n g   a n d   a i   f o r   b u i l d i n g   c l i ma t e   a d a p t a t i o n   a p p l i c a t i o n s,”   Re su l t s   i n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 5 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 2 . 1 0 0 5 2 4 .   [ 1 1 ]   O .   Y .   A .   M o h a me d   a n d   I .   Za h i d i ,   A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   f o r   p r e d i c t i n g   u r b a n   h e a t   i s l a n d   e f f e c t   a n d   o p t i m i si n g   l a n d   u se/ l a n d   c o v e r   f o r   mi t i g a t i o n :   p r o sp e c t s a n d   r e c e n t   a d v a n c e m e n t s,   U r b a n   C l i m a t e ,   v o l .   5 5 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . u c l i m. 2 0 2 4 . 1 0 1 9 7 6 .   [ 1 2 ]   A .   S h a a m a l a ,   T .   Y i g i t c a n l a r ,   A .   N i l i ,   a n d   D .   N y a n d e g a ,   A l g o r i t h mi c   g r e e n   i n f r a st r u c t u r e   o p t i mi sat i o n :   r e v i e w   o f   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   d r i v e n   a p p r o a c h e f o r   t a c k l i n g   c l i ma t e   c h a n g e ,   S u s t a i n a b l e   C i t i e a n d   S o c i e t y ,   v o l .   1 0 1 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . scs. 2 0 2 4 . 1 0 5 1 8 2 .   [ 1 3 ]   M .   D . - S a l a ,   M .   H e n d r i c k ,   a n d   G .   M a n o l i ,   U n i v e r sal   sc a l i n g   o f   i n t r a - u r b a n   c l i mat e   f l u c t u a t i o n s ,   a rX i v : 2 5 0 5 . 1 9 9 9 8 M a y   2 0 2 5 .   [ 1 4 ]   M .   Z.   U .   R e h ma n ,   S .   M .   S .   I sl a m,   D .   B l a k e ,   A .   U l h a q ,   a n d   N .   J a n j u a ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   l a n d   u s e   c l a ss i f i c a t i o n :   a   sy st e ma t i c   r e v i e w   o f   HS - L i DAR   i m a g e r y ,   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   Re v i e w ,   v o l .   5 8 ,   n o .   9 ,   Ju n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 4 6 2 - 0 2 5 - 1 1 2 6 5 - z.   [ 1 5 ]   G .   Ta n o o r i A .   S o l t a n i ,   a n d   A .   M o d i r i , “ M a c h i n e   l e a r n i n g   f o r   u r b a n   h e a t   i sl a n d   ( U H I )   a n a l y s i s:   p r e d i c t i n g   l a n d   su r f a c e   t e m p e r a t u r e   ( LST)   i n   u r b a n   e n v i r o n me n t s ,   U rb a n   C l i m a t e v o l .   5 5 ,   2 0 2 4 d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . u c l i m . 2 0 2 4 . 1 0 1 9 6 2 .   [ 1 6 ]   G .   M u t a n i ,   A .   S c a l i se,   X .   S u f a ,   a n d   S .   G r a sso ,   S y n e r g i si n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n d   r e m o t e   se n si n g   f o r   u r b a n   h e a t   i sl a n d   d y n a mi c s :   a   c o m p r e h e n si v e   mo d e l l i n g   a p p r o a c h ,   At m o s p h e re ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 2 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a t m o s1 5 1 2 1 4 3 5 .   [ 1 7 ]   C .   R .   d e   A l me i d a ,   A .   C .   T e o d o r o ,   a n d   A .   G o n ç a l v e s ,   S t u d y   o f   t h e   u r b a n   h e a t   i s l a n d   ( UHI )   u si n g   r e m o t e   se n si n g   d a t a / t e c h n i q u e s :   a   sy st e mat i c   r e v i e w ,   En v i r o n m e n t s ,   v o l .   8 ,   n o .   1 0 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n v i r o n me n t s8 1 0 0 1 0 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n teg r a tin g   ma c h in lea r n in g   a n d   d e ep   lea r n in g   w ith   la n d s c a p metrics   fo r   u r b a n   h ea ( S i d d h a r th   P a l)   4837   [ 1 8 ]   H .   S h i ,   G .   X i a n ,   R .   A u c h ,   K .   G a l l o ,   a n d   Q .   Z h o u ,   U r b a n   h e a t   i s l a n d   a n d   i t s   r e g i o n a l   i mp a c t u si n g   r e mo t e l y   se n se d   t h e r ma l   d a ta a   r e v i e w   o f   r e c e n t   d e v e l o p me n t s a n d   met h o d o l o g y ,   L a n d ,   v o l .   1 0 ,   n o .   8 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / l a n d 1 0 0 8 0 8 6 7 .   [ 1 9 ]   A .   A .   Te h r a n i   e t   a l . ,   P r e d i c t i n g   u r b a n   h e a t   i s l a n d   i n   E u r o p e a n   c i t i e s :   a   c o mp a r a t i v e   s t u d y   o f   G R U ,   D N N ,   a n d   ANN  mo d e l s u si n g   u r b a n   mo r p h o l o g i c a l   v a r i a b l e s ,   U r b a n   C l i m a t e ,   v o l .   5 6 ,   J u l .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . u c l i m. 2 0 2 4 . 1 0 2 0 6 1 .   [ 2 0 ]   M .   Y a n g ,   H .   W a n g ,   C .   W .   Y u ,   a n d   S . - J.  C a o ,   A   g l o b a l   c h a l l e n g e   o f   a c c u r a t e l y   p r e d i c t i n g   b u i l d i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   u n d e r   u r b a n   h e a t   i sl a n d   e f f e c t ,   I n d o o r   a n d   B u i l t   E n v i ro n m e n t ,   v o l .   3 2 ,   n o .   3 ,   p p .   4 5 5 4 5 9 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 1 4 2 0 3 2 6 X 2 2 1 1 2 3 2 2 2 .   [ 2 1 ]   G .   A ssaf,  X .   H u ,   a n d   R .   H .   A ssaa d ,   P r e d i c t i n g   u r b a n   h e a t   i s l a n d   s e v e r i t y   o n   t h e   c e n s u s - t r a c t   l e v e l   u s i n g   b a y e si a n   n e t w o r k s,”   S u s t a i n a b l e   C i t i e a n d   S o c i e t y ,   v o l .   9 7 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s c s. 2 0 2 3 . 1 0 4 7 5 6 .   [ 2 2 ]   N A S A ,   G l o b a l   u r b a n   h e a t   i sl a n d   ( U H I )   d a t a   set ,   2 0 1 3 ,   E a r t h   S c i e n c e   D a t a   I n f o rm a t i o n   S y st e m 2 0 1 3 .   A c c e sse d :   N o v .   1 5 ,   2 0 2 4 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / w w w . e a r t h d a t a . n a sa . g o v / d a t a / c a t a l o g / se d a c - c i e si n - se d a c - sd e i - u h i 2 0 1 3 - 1 . 0   [ 2 3 ]   B .   Z h o u ,   D .   R y b s k i ,   a n d   J .   P .   K r o p p ,   T h e   r o l e   o f   c i t y   s i z e   a n d   u r b a n   f o r i n   t h e   su r f a c e   u r b a n   h e a t   i sl a n d ,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   J u l .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 1 7 - 0 4 2 4 2 - 2.   [ 2 4 ]   S .   C h e v a l   e t   a l . ,   A   sy s t e m a t i c   r e v i e w   o f   u r b a n   h e a t   i s l a n d   a n d   h e a t   w a v e r e se a r c h   ( 1 9 9 1 2 0 2 2 ) ,   C l i m a t e   R i sk  M a n a g e m e n t   v o l .   4 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c r m . 2 0 2 4 . 1 0 0 6 0 3 .   [ 2 5 ]   L.   Z h a o ,   X .   F a n ,   a n d   T.   H o n g ,   U r b a n   h e a t   i sl a n d   e f f e c t :   r e mo t e   s e n si n g   m o n i t o r i n g   a n d   a ss e ssm e n t me t h o d s,   a p p l i c a t i o n s,  a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n s ,   At m o sp h e r e ,   v o l .   1 6 ,   n o .   7 ,   Ju n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a t m o s1 6 0 7 0 7 9 1 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        S id d h a r th   Pa l           is  a n   u n d e rg ra d u a te  stu d e n p u rsu i n g   a   B. Tec h .   in   In f o rm a ti o n   Tec h n o l o g y   a t   M a n i p a Un iv e rsit y   Ja ip u r.   His   re se a rc h   in tere sts  i n c lu d e   m a c h in e   lea rn i n g ,   fe d e ra ted   lea rn in g ,   a n d   c o m p u ter  v isio n ,   wit h   a   g r o win g   fo c u o n   larg e   lan g u a g e   m o d e ls  a n d   k n o wle d g e   g ra p h s.   He   is  c u rre n tl y   a   tec h n ica in ter n   (re se a rc h a S iem e n Tec h n o l o g y ,   Ba n g a lo re ,   i n   th e ir  c e n tral   De p a rt m e n t   of   R& (F RP D),  wh e re   h e   is  wo rk i n g   o n   p r o jec ts   in v o lv i n g   LL M a n d   k n o wle d g e   g ra p h   a p p li c a ti o n s.   In   p a ra ll e l,   h e   i a lso   a   re se a rc h   i n tern   a t   IIT   BHU ,   c o n tr ib u ti n g   t o   a   DRD O - fu n d e d   p r o jec o n   sc a lab le  fe d e ra ted   lea rn in g   fra m e wo rk fo re so u rc e - c o n stra i n e d   e d g e   d e v ice s.  P re v io u sl y ,   h e   c o m p lete d   a   r e se a rc h   in tern sh ip   a NIT   M izo ra m .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sid d h a rt h . 2 2 9 3 0 2 2 8 4 @m u j. m a n ip a l. e d u .         K a v ita   J h a j h a r i a           h a re c e iv e d   h e B. Tec h .   d e g re e   fro m   Ra jas th a n   Tec h n ica Un iv e rsity ,   In d ia,  in   2 0 1 3   i n   In f o rm a ti o n   Tec h n o l o g y ,   a n d   th e   M . Tec h .   d e g re e   fro m   S R M   Un iv e rsity ,   S o n e p a t,   In d ia,  in   2 0 1 6 .   S h e   h a c o m p lete d   h e P h . D .   d e g re e   fro m   M a n ip a l   Un iv e rsity   Ja ip u r.   S h e   is  As sista n P ro fe ss o in   M a n ip a Un i v e rsity   Ja ip u sin c e   2 0 1 6 .   S h e   is   m e m b e o ACM.   He re se a rc h   i n tere st  is  a rti ficia l   in telli g e n c e ,   wire les n e two rk i n g ,   a n d   so ftwa re   e n g in e e rin g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il k a v it a . c h a u d h a ry @o u tl o o k . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.