دمای سطح زمین پارامتری بسیار مهم و کلیدی در بررسی های زیست محیطی، تغییرات آب و هوایی، رطوبت خاک، درصد تبخیر و تعرق و جزایر گرمایی شهری است. هدف از انجام پژوهش حاضر محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8 و کالیبراسیون آن با استفاده از مدل های ریاضی غیرخطی می باشد. در پژوهش حاضر، جهت محاسبه دمای سطح زمین از الگوریتم پنجره مجزا استفاده شده است. در ادامه از کالیبراسیون دمای حاصل از الگوریتم پنجره مجزا به کمک توابع ریاضی رشنال دمای نزدیک سطح زمین بدست آمده است. الگوریتم پنجره مجزا جهت برآورد دمای سطح زمین از رادیانس طیفی و گسیلمندی سطح زمین استفاده می کند، به منظور تخمین رادیانس طیفی از باندهای حرارتی سنجندهTIRS ماهواره لندست 8 استفاده گردید. گسیلمندی سطح زمین نیز به کمک شاخص کسر گیاهی و شاخص پوشش گیاهی NDVI برای باند های حرارتی سنجنده TIRS محاسبه شده است. همچنین در این پژوهش با کمک سری زمانی دمای هوای ایستگاه های هواشناسی، دمای حاصل از مدل پنجره مجزا توسط توابع رشنال کالیبره شده تا دمای هوای نزدیک سطح زمین با دقت بالایی برآورد گردد. نتایج مدل پیشنهادی نشان می دهد که کالیبراسیون دمای منتج از مدل پنجره مجزا توسط توابع رشنال باعث کاهش میزان خطای RMSE در دو مرحله کالیبراسیون از 464/13 درجه سانتی گراد به ترتیب به 169/13 درجه سانتی گراد و در نهایت به 668/0 درجه سانتی گراد شده است. با توجه به نتایج و بررسی های ارائه شده می توان گفت که درجه و تعداد ترم های موجود در معادلات رشنال در نتایج کالیبراسیون تاثیر بسیار زیادی دارند و انتخاب بهترین مدل می تواند دقت این توابع را افزایش دهد.