پایش بلندمدت توسعه شهری استان خوزستان با استفاده از سری زمانی یکپارچه داده‌های نور شبانه DMSP - OLS و VIIRS (2025–1992)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد سنجش از دور. دانشگاه تهران.، تهران، ایران

2 دانشگاه زنجان

10.22111/gdij.2026.56192.3860

چکیده

توسعه شهری و گسترش فعالیت‌های انسانی در دهه‌های اخیر موجب تغییرات قابل توجه در الگوی روشنایی شبانه شده است؛ به‌طوری‌که داده‌های نور شبانه به‌عنوان شاخصی مناسب برای پایش پویایی‌های انسانی و فضایی در مقیاس‌های گسترده زمانی - مکانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این پژوهش، روند تغییرات روشنایی شبانه استان خوزستان طی دوره 1992 تا 2025 با استفاده از داده‌های سنجنده‌های DMSP-OLS و VIIRS-DNB مورد بررسی قرار گرفت. برای ایجاد یک سری زمانی پیوسته و قابل مقایسه، داده‌های دو سنجنده با استفاده از همگن‌سازی مبتنی بر تبدیل توانی و هموارسازی زمانی یکپارچه شدند. سپس تحلیل روند با بهره‌گیری از روش‌های سری زمانی، رگرسیون خطی، تحلیل رشد تجمعی و برون‌یابی تا سال 2040 انجام شد.

نتایج نشان داد میانگین شدت روشنایی شبانه از 11.05 واحد در سال 1992 به 22.62 واحد در سال 2025 افزایش یافته است که بیان‌گر رشد تجمعی 104.69 درصد و نرخ رشد متوسط سالانه 2.19 درصد است. تحلیل رگرسیون خطی نیز وجود یک روند افزایشی پایدار را با شیب 0.4131 واحد در سال و ضریب تعیین (R²=0.8212) تأیید کرد که نشان‌دهنده قدرت مناسب مدل در تبیین تغییرات بلندمدت است. مقایسه تصاویر نور شبانه سال‌های ابتدایی و انتهایی دوره نیز حاکی از افزایش شدت روشنایی، گسترش فضایی مناطق روشن و گذار از الگوی چندکانونی متمرکز به ساختاری شبکه‌ای و گسترده‌تر است. هم‎چنین برون‌یابی روند نورهای شبانه نشان داد که در صورت تداوم شرایط موجود، افزایش روشنایی شبانه تا سال 2040 ادامه خواهد داشت.

درمجموع، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که تلفیق داده‌های DMSP-OLS و VIIRS-DNB همراه با همگن‌سازی سری زمانی، چارچوبی قابل اعتماد برای پایش بلندمدت تغییرات روشنایی شبانه فراهم می‌کند و می‌تواند به‌عنوان ابزاری مؤثر در تحلیل توسعه شهری، ارزیابی تغییرات فعالیت‌های انسانی و پشتیبانی از برنامه‌ریزی پایدار منطقه‌ای مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Long-Term Monitoring of Urban Development in Khuzestan Province Using an Integrated Time Series of Nighttime Light Data: DMSP-OLS and VIIRS (1992–2025)

نویسندگان [English]

  • Davood bageri sadiani 1
  • mohamad taghi heydari 2
1 M.A. in Remote Sensing, University of Tehran, Tehran, Iran.
2 university of zanjan
چکیده [English]

Urban development and the expansion of human activities in recent decades have led to significant changes in nighttime illumination patterns, establishing nighttime light (NTL) data as a robust proxy for monitoring human and spatial dynamics across broad spatiotemporal scales. This study investigates the trends in nighttime light variations in Khuzestan Province from 1992 to 2025 using data from the DMSP-OLS and VIIRS-DNB sensors. To develop a continuous and inter-comparable time series, data from both sensors were integrated through power-transformation-based inter-calibration and temporal smoothing. Subsequently, trend analysis was performed using time-series techniques, linear regression, cumulative growth analysis, and projections up to the year 2040.

The results indicate that the mean intensity of nighttime light increased from 11.05 units in 1992 to 22.62 units in 2025, representing a cumulative growth of 104.69% and a mean annual growth rate of 2.19%. Linear regression analysis confirmed a stable upward trend with demonstrating the model’s high explanatory power for long-term changes. A comparative analysis of NTL imagery between the beginning and the end of the study period reveals not only an increase in light intensity but also a spatial expansion of illuminated areas, transitioning from a concentrated multi-focal pattern to a more integrated, networked, and extensive structure.

In summary, this study demonstrates that the integration of DMSP-OLS and VIIRS-DNB data, combined with time-series harmonization, provides a reliable framework for long-term NTL monitoring. This approach serves as an effective tool for analyzing urban development, assessing shifts in human activity, and supporting sustainable regional planning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nighttime Light (NTL)
  • Urban Development
  • Integrated Time Series
  • Trend Analysis
  • VIIRS-DNB

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 17 شهریور 1405
  • تاریخ دریافت: 25 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری: 04 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش: 17 شهریور 1405