Skip to main content
فهرست مقالات

بررسی رابطه پوشش گیاهی شهری و درجه حرارت سطح زمین با استفاده از تصویرهای ماهواره‌ای لندست TM و OLI و سنجه LST در شهر اصفهان مقاله

نویسنده:

نویسنده مسئول:

چکیده:

سابقه و هدف: دردهه‌های اخیر، افزایش جمعیت، رشد سریع صنعتی شدن، افزایش آلودگی هوا در ترازهای پایین جو و آثار جزیره گرمایی، سبب تغییر‌های قابل ملاحظه‌ ای در وضع هوا و اقلیم محلی شهرهای بزرگ شده است. آثار محیط‌های شهری روی جو بیشتر بصورت جزیره‌های گرمایی ظاهر می‌شوند. فضای سبز با کاهش دما و افزایش رطوبت و در نهایت کاهش پدیده‌ی جزیره‌ی حرارتی و همچنین کاهش رواناب، در ارتقای سطح آسایش شهروندان و در نهایت پایداری محیط شهری موثر خواهد بود. هدف این مطالعه تهیه نقشه‌های کاربری زمین و سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI و نیز سنجه حرارتی Land surface temperature (LST) و بررسی نحوه توزیع الگوهای حرارتی سطح زمین و تغییر‌های زمانی و مکانی ‌پوشش گیاهی و ارتباط آن‌ها در شهر اصفهان از سال 1985 تا 2016 است. مواد و روش‌ها: بدین منظور، تصویر‌های ماهواره‌ای سنجنده‌های TM و OLI ماهواره لندست از سایت سازمان زمین شناسی ایالت متحده دانلود گردید. با بکارگیری سه تصویر مربوط به سال‌های 1985، 2010 و 2016، مقدار سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده با استفاده از نرم افزار Terrset کمی گردید و نقشه‌های آن تهیه شد. سپس با تهیه نقشه کاربری زمین ‌ها به روش طبقه‌بندی نظارت شده حداکثر احتمال به آنالیز روند تغییر‌های کاربری‌هایی از قبیل (شهر، جاده، مزارع کشاورزی، زمین‌‌های بایر، رودخانه، کوه و فضای سبز) پرداخته شد. در نهایت برای ارزیابی دمای سطح زمین (LST) و رابطه آن با نقشه پوشش گیاهی، از الگوریتم استخراج دمای سطح زمین (LST) استفاده گردید و نقشه‌های حرارتی سطح زمین برای شهر اصفهان برای سال‌های 1985، 2010 و 2016 تهیه شد. نتایج و بحث: روند تغییر‌های کاربری زمین‌‌های مختلف در منطقه مورد مطالعه نشان داد که در دوره موردمطالعه، تخریب شدید در پوشش سبز منطقه رخ داده و بخش عمده این تغییر‌ها در جهت تبدیل شدن به منطقه‌‌های شهری بوده است. همچنین، نتایج حاصل نشان دهنده وجود یک رابطه معکوس بین دمای سطح زمین و سنجه NDVI است. نتایج بیانگر پیشرفت جزایر حرارتی شهری به سمت منطقه ‌هایی است که با فقر پوشش گیاهی و توسعه کاربری‌های ساخت و ساز شده (مسکونی، صنعتی و...) مواجه بوده ‌اند. همچنین نتایج گویای تسریع افزایش دما در سال‌‌های اخیر نسبت به سال‌های گذشته است زیرا افزایش متوسط دمای سالانه در بازه زمانی 2010 تا 2016، 61/ 0 درجه سانتی گراد بود، در حالی که افزایش متوسط دما به میزان 05/ 0 درجه سانتیگراد از سال 1985 تا 2010 مشاهده گردید. نتیجه‌گیری: تحلیل تغییر‌های زمانی جزایر حرارتی شهر اصفهان گویای افزایش جزایر گرمایی و کاهش فضایی منطقه ‌های خنک شهری می‌‌باشد. می‌توان نتیجه گرفت که تغییرهایی که در این بازه زمانی 30 ساله (1985-2016) در زمینه‌های مختلفی از جمله افزایش جمعیت، افزایش مساحت شهری و تغییر کاربری رخ داده در نهایت سبب افزایش مساحت منطقه‌‌های داغ و ایجاد جزیره حرارتی در این شهر گشته است. بدلیل وجود همبستگی بین دمای سطح زمین وسنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI، لزوم و اهمیت حفاظت و نگهداری کاربری پوشش گیاهی و فضای سبز به ویژه در محیط‌های شهر بعنوان یک متغیر بسیار مهم برای تعدیل شرایط آب و هوایی برای نهادهای مسئول در مدیریت شهری ضروری به نظر می‌رسد. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند دیدگاهی برای مدیریت دقیق و موثر پوشش گیاهی شهری با هدف اصلاح و تغییر روند ایجاد جزایر حرارتی شهری در اختیار برنامه‌ریزان شهری قرار دهد.

Introduction: During the past decades, population growth, rapid industrialization, increased air pollution at low levels of the atmosphere, and the impact of heat island have caused dramatic changes in the local climate of the big cities. The release of heat energy increased greenhouse gas emissions, and land use change are among the main causes of local climate change in cities. The effects of urban environments on the atmosphere appear more often as thermal islands. Green space would be effective in reducing the temperature and increasing the humidity, and finally reducing the thermal island phenomenon as well as reducing runoff, improving the comfort of the citizens and, ultimately, the sustainability of the urban environment. The objectives of this study were to prepare land use maps and NDVI vegetation index, as well as land surface temperature maps, and to study the distribution of thermal patterns of land surface and temporal and spatial variations of vegetation and their relation in Isfahan from 1985 to 2016. Material and methods: For this purpose, satellite imagery was downloaded from the US Geological Survey site. Using the three Landsat satellite TM images of August 1985, 2010, and 2016, the NDVI index was quantitated using Terrset software, and their maps were prepared. Then, by generating land use maps using the maximum likelihood supervised classification method, the analysis of the changes in land uses (such as city, road, agricultural fields, barren lands, river, mountains, and green spaces) was done. Finally, Land Surface Temperature (LST) index was used to estimate the land surface temperature (LST) and its relationship with the vegetation maps. Results and discussion: The trend of land use/cover changes in the study area showed that during the study period, severe degradation occurred in the green space of the area and the main part of these changes was the conversion of green spaces to urban areas. Also, the results indicated an inverse relationship between LST and NDVI index. The results showed that the growth of urban heat islands was toward areas that had encountered poor vegetation and developed constructional uses (residential, industrial, etc.). The results also indicate an accelerated increase in temperature in recent years compared to previous years, as the average annual temperature increase in the period from 2010 to 2016 was 0.61 °C, while the average temperature increase of 0.05 °C was observed from1985 to 2010. Conclusion: The analysis of the changes in thermal islands of Isfahan was indicative of the increase of thermal islands and spatial reduction in urban cool areas. It can be concluded that the changes occurred in this 30-year period (1985-2016) in various aspects, such as population increase, urban area increase, and land use change eventually increased the area of hot spots. Because of the correlation between surface temperature and NDVI vegetation index, the necessity of protecting vegetation and green space, especially in urban areas, is a critical variable for climate change modification for responsible institutions in urban management. The results of this study could provide critical insights on precise and effective urban vegetation management with the purpose of Urban Heat Island mitigation for urban planners and managers.

کلیدواژه ها:

اصفهان ، دمای سطح زمین ، سنجه NDVI ، جزیره حرارت شهری

Isfahan ، Urban Heat Island ، Land Surface Temperature ، NDVI Index


برای مشاهده محتوای مقاله لازم است ورود پایگاه شوید. در صورتی که عضو نیستید از قسمت عضویت اقدام فرمایید.

لمشاهدة محتوی المقال یلزم الدخول إلی دخول الموقع.
إن كنت لا تقدر علی شراء الاشتراك عبرPayPal أو بطاقة VISA، الرجاء ارسال رقم هاتفك المحمول إلی مدير الموقع عبر credit@noormags.ir.

You should become a Sign in to be able to see articles.
If you fail to purchase subscription via PayPal or VISA Card, please send your mobile number to the Website Administrator via credit@noormags.ir.