بررسی ارتباط تغییرات کاربری اراضی با دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای مطالعۀ موردی: شهرستان مریوان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، مؤسسۀ آموزش عالی هراز، مازندران ،ایران

2 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری ، مازندران ،ایران

3 استادمهندسی آبخیزداری ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری ، مازندران ،ایران

چکیده

بررسی وضعیت پراکندگی تابش‌های حرارتی و ارتباط آن با نوع کاربری‌های موجود، در شناخت میکروکلیمای نواحی شهری دارای اهمیت زیادی می‌باشد. هدف از این مطالعه پایش تغییرات کاربری اراضی و ارتباط آن دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست طی یک دوره 33 ساله است. در این مطالعه پس از اعمال پردازش روی تصاویر ماهواره‌ای لایه‌های کاربری اراضی با روش حداکتر احتمال همانندی تهیه گردید و سپس با استفاده از معادلات حرارتی و الگوریتم SEBAL دمای سطحی زمین برای دوره‎های مطالعاتی محاسبه گردید. نتایج روند کاهشی پوشش گیاهی را نشان می‌دهد. به طوری که روند این تغییرات بین سال های ۱۹۸۴ تا۲۰۰۰ حدود ۷/۲۱۵ کیلومتر مربع و از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۷ حدود ۶۴/۱۵۳ کلیومتر مربع بوده است همچنین زمین‌های بایر و کشاورزی به ترتیب روند افزایشی و کاهشی را داشته است و با توجه به نقشه‌های دمایی، دمای شهرستان مریوان روند افزایشی را در دوره‌های زمانی مورد مطالعه داشته که میزان این تغییرات از سال‌ 1984 تا 2017 به میزان 5 درجه سلسیوس بوده که به دمای شهرستان افزدوه شده است. همچنین در این مطالعه به منظور تعیین رابطه بین دمای سطح و تغییرات کاربری‌ها، حداکثر دمای هر کاربری محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد با افزایش مساحت زمین‌های‌مسکونی و بایر و همچنین با کاهش پوشش گیاهی و زمین‌های کشاورزی در دوره‌های مورد مطالعه دما روند افزایشی داشته است

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Land Use Role in the Formation of Thermal Islets of Marivan County Using Landsat Satellite Images

نویسندگان [English]

  • Shadman Darvishi 1
  • mostafa rashidpour 2
  • karim soleimani 3
چکیده [English]

Investigating the status of thermal radiation dispersion and its relation to existing types of Land use, it is important to recognize the micro-climax of urban areas. The purpose of this study is to monitor the land use change and its relationship to land surface temperature in Marivan city using Landsat satellite data during a 33-year period. In this study, after processing the images using thermal equations and SEBAL algorithm surface temperature was calculated and the land use layers were identified by the maximum probability method. The results show a decreasing vegetation trend, So that the trend of these changes between 1984 and 2000 was about 215.7 km2 and from 2000 to 2017 it was about 153.63 square kilometers. There has also been an increasing and decreasing trend in agricultural land and agriculture. According to the temperature maps, the temperature of the city of Marivan has been increasing in the studied periods, the amount of which changed from 1984 to 2017 at a rate of 5 degrees Celsius that has increased to the city's temperature. in order to determine the relationship between surface temperature and land use variations, the maximum temperature of each land use was calculated. The results obtained from the maximum temperature values in each of the land use classes show that the increase in the area of buildup land and wasteland and also with decreasing vegetation during the studied periods has been increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • LST
  • Landuse
  • Marivan
  • Landsat. SEBAL

-  آخوندزاده، مهدیریا؛ محمدرضا سراجیان (۱۳۸۶). کاربرد تصاویر ماهوارهای Terra-ASTER در نمایش جزایر حرارتی در مناطق شهری، مجموعه مقالات دومین همایش مقابله با سوانح طبیعی، قطب علمی مهندسی نقشه‌برداری و مقابله با سوانح طبیعی. دانشکده فنی دانشگاه تهران. صفحه 15.

-  آرخی، صالح؛ یعقوب نیازی (۱۳۸۹). ارزیابی روش‌های مختلف سنجش‌از‌دور برای پایش تغییرات کاربری اراضی (مطالعۀ موردی: حوزۀ درّه شهر- استان ایلام) فصل‌نامۀ علمی- پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران. ۱۷ (۱): صفحات 93-74.

-  آرخی، صالح؛ حیدر ابراهیمی؛ افشین شعبانی (۱۳۹۱). ارزیابی الگوی مکانی روند تغییرات کاربری پوشش اراضی با استفاده از روش‌های دستۀ تبدیل (مطالعۀ موردی: حوضۀ دره شهر- استان ایلام) ۱۲(۳۸):182- 162.

-  امیری، رضا؛ عباس علی‌محمدی؛ سیدکاظم علوی‌پناه (۱۳۸۶). مطالعۀ تغییرپذیری مکانی- زمانی حرارت در ارتباط با کاربری پوشش زمین در منطقۀ شهری تبریز با استفاده از داده‌‌های‌‌حرارتی و انعکاسی ‌سنجنده‌های TM و +ETM لندست، مجله محیط‌شناسی 43. صفحات 120- 107.

-  پیرنظر، مجتبی؛ آرش زندکریمی (۱۳۹۴). راهنمای کاربری نرم‌افزار ENVI و پردازش تصاویر ماهواره‌ای، انتشارات ناقوس. چاپ اول. تهران.

-  رسولی، علی‌اکبر (۱۳۸۷). مبانی سنجش‌از‌دور کاربری (با تأکید بر پردازش تصاویر ماهواره‌ای)، انتشارات دانشگاه تبریز. چاپ اول. تهران.

-  رمضانی، بهمن؛ سیدمریم دخت‌محمد (۱۳۸۹). شناخت محدودۀ مکانی تشکیل جزیرۀ گرمایی در شهر رشت، مجله‌پژوهش‌و‌برنامه‌ریزی شهری.1(1).صفحات 64-49.

-  سایت سازمان هواشناسی کشور، داده‌های اقلیمی و تاریخچه‌ای  http://www.irimo.ir.

-  عبدالهی،جلال؛علی‌محمد چراغی؛محمدحسن رحیمیان (۱۳۸۷). مقایسۀ آثار زیست‌محیطی تغییر کاربری اراضی بر تغییر پوشش گیاهی و دمای سطحی در مناطق شهری و غیرشهری با به‌کارگیری سنجش‌از‌دور، مجلۀ محیط شناسی .۳۴ (45). صفحات 96-85.

-  علیزاده‌ربیعی، حسن (۱۳91). سنجش ‌از ‌دور (اصول و کاربرد)، انتشارات سمت. چاپ دوازدهم. تهران.

-  علوی‌پناه، سیدکاظم (۱۳۸۵). سنجش از دور حرارتی و کاربرد آن در علوم زمین، انتشارات دانشگاه تهران. چاپ دوم. تهران.

-  علوی‌پناه،سیدکاظم؛ حمیدرضا متین‌فر؛ عمار رفیعی‌امام (1387). انتشارات دانشگاه تهران. چاپ اول. تهران.

-  فیضی‌زاده، بختیار؛ سیدمحمود حاجی میررحیمی؛ (۱۳۸۷). آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی شهرک اندیشه تبریز با استفاده از روش طبقه‌بندی شیءگرا، همایش ژئوماتیک صفحه 10.

-  کیانی،واحد؛افشین‌علیزاده‌شعبانی؛علی‌اکبر نظری‌سامانی (1393). ارزیابی صحت طبقه‌بندی تصویر ماهواره با استفاده از پایگاه اطلاعاتی  Google Earth به‌منظور تهیۀ نقشۀ پوشش/کاربری اراضی (مطالعۀ موردی: حوزۀ آبخیز طالقان)، فصل‌نامۀ علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی (سپهر). 23(9). صفحات60-51.

-  مرکز آمار ایران. (۱۳۹۵). نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن. منتشر‌شده در ۲۳ اسفند ۱۳۹۵. مرکز آمار ایران.

-  هاشمی،محمد؛ سیدکاظم علوی‌پناه؛ مرتضی دیناروندی (۱۳۹۱). ارزیابی توزیع مکانی دمای سطح زمین در محیط زیست شهری با کاربرد سنجش‌از‌دور حرارتی، مجلۀ محیط‌شناسی، 39 (۱). صفحات 91-81.

-  ولی‌زاده‌کامران، خلیل (۱۳۹۰). جزوۀ پردازش تصاویر ماهواره‌ای در محیط ENVI، دانشگاه تبریز.

-  یوسفی، صالح؛ حمیدرضا مرادی؛ سیدحمزه حسینی؛ سمیه میرزایی (1390). پایش تغییرات کاربری اراضی مریوان با اسـتفاده از سـنجنده‌های TM و ETM+ ماهواره Landsat، مجلۀ کاربرد سنجش ‌از ‌دور و GIS در منابع طبیعی. 2(3): صفحات 105-97. 

-   Adel Effat, H, Abdel Kader, O (2014). Change detection of urban heat islands and somere lated parameters using multi-temporal Landsat images; a case study for Cairo city, journal of UrbanClimate, 10, 171-188.

-   Artis, D A, Carnahan, W (1982). Survey of emissivity variability in thermography of urban areas. Remote Sensing of Environment 12(4),313-329

-   Amiri, R, Weng, Q, Alimohammadi, A, Alavipanah, S K (2009). Spatial–temporal dynamics of land surface temperature in relation to fractional vegetation cover and land use/cover in the Tabriz urban area, Iran. Remote sensing of environment, 113(12), 2606-2617.

-   Chavez, P.S (1996). Image- based atmospheric correction- revisited & improved. Photogrammetric Engineering and remote sensing, 62(9). 1025- 1036.

-   Landsat Project Science Office (2002). Landsat 7 Science Data User’s Handbook. Available online from following website:

-   http://ltpwww.gsfc.nasa.gov/IAS/handbook/handbook_toc. Html, Goddard Spa. Flight Center, NASA, Washington, 1-186.

-   Lillesand, T, Kiefer, R W (1987). Remote sensing and Remote Sensing and Image Interpretation, 7th Edition, John Willy and sons, New York.

-   Lu, D, Weng, Q (2006). Spectral mixture analysis of ASTER images for examining the relationship between urban thermal features and biophysical descriptors in Indianapolis, Indiana, USA. Remote Sensing of Environment, 104(2): 157-167.

-   Mather, P (2001). Classification methods for remotely sensed Data, Taylor& Francis publisher, First Edition, London,

-   Megahed, Y, Cabral,P, Silva, J, Caetano, M (2015). Land Cover Mapping Analysis and Urban Growth Modelling Using Remote Sensing Techniques in Greater Cairo Region-Egypt, International Journal ofGeo-Information, 2015, 4, 1750-1769.

-   Nonomura, A, Kitahara, M, Masuda T (2009). Impact of land use and land cover changes on the ambient temperature in a middle scale city, Takamatsu, in Southwest Japan. Journal of environmental management, 90(11): 3297-3304.

-   Owen, T W, Carlson, T N, Gillies, R (1998). An assessment of satellite remotely-sensed land cover parameters in quantitatively describing the climatic effect of urbanization. International Journal of Remote Sensing, 19(9):1663-1681

-   Ramezani, B, Mohammadi, M (2011). The Recognition of Urban Heat Island in Rasht City, journal of physical geography, 3(10): 111-125.

-   Ronald, C, Estoque, M, Yuji, M, S W (2017). Effects of landscape composition and pattern on land surface temperature: An urban heat island study in the megacities of Southeast Asia, National Library of Medicine, U.S, 15(577), 349-359 

-   Roth, M, Oke, T R, Emery, W (1989). Satellite derived urban heat islands from three coastal cities and the utilization of such data in urban climatology. International Journal of Remote Sensing, 10(11): 1699-1720

-   Richards. J. A., Xiuping. J (2006). Remote sensing Digital Image Analysis, An Introduction, chapter 9, 4th Edition, Springer.

-   Sobrino, J A, Jiménez- Munoz, J C, Paolinib, L (2004). Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM, Remote Sensing of Environment, 90, 434-440.

-   Sophia, S, Rwanga, Ndambuki, J, M (2017). Accuracy Assessment of Land Use/Land Cover Classification Using Remote Sensing and GIS, International Journal of Geosciences, 2017, 8, 611-622.

-   Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL), 2002, Advanced Training and User’s Manual Version 1.0, August.

-   Tilahun, A, Teferie, B (2015). Accuracy Assessment of Land Use Land Cover Classification using Google Earth, American Journal of Environmental Protection, 2015; 4(4): 193-198.

-   Weng, Q, Lu, D J, Schubring, J (2004). Estimation of land surface temperature–vegetation abundance Relationship for urban heat island studies. Remote sensing of environment. 89, 467-483.

-   Wubet, M, T (2003). Estimation of Absolute Surface Temperature by Satellite Remote sensing, Unpublished M.Sc. Thesis Netherlands, International Institute for Geo Information Science and Earth Observation. Enscheda, the Netherlands.

-   Xiao, RB, Ouyang,  ZY, Zheng,  H, Li,  W F, Schienke, EW, Wang,  XK (2007). Spatial Pattern of impervious surfaces and their impacts on land surface temperature in Beijing, China. Journal of  National Library of Medicine, National Institute of Health, U.S, 19: 250- 256.