ارزیابی ارتباط سری زمانی تغییرات کاربری اراضی و دمای سطح زمین در شهرهای مناطق بیابانی (مطالعه موردی: شهر یزد)

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه اصفهان

2 کارشناسی ارشد برنامه ریزی شهری، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

10.22034/gp.2024.60544.3237

چکیده

بررسی دمای سطح زمین (Land Surface Temperature) به عنوان مهمترین معیار برنامه ریزی شهری، ناحیه ای و منطقه ای، نقش مهمی درکنترل تشعشعات حاصل از گرمایش حرارتی در فرایندهای زیستی، شیمایی و فیزیکی سطح زمین دارد. این پژوهش با هدف ارزیابی ارتباط سری زمانی تغییرات کاربری اراضی و دمای سطح زمین در شهرهای مناطق بیابانی در شهر یزد با استفاده از تصاویر ماهواره ای سری زمانی 1987-2022 در سامانه گوگل ارتث انجین انجام شده است. برای محاسبه (LST)، با استفاده از داده های باند حرارتی لندست 5، 7 و 8 در این دو بازة زمانی علاوه بر روش طبقه بندی نظارت شده، از روش الگوریتم پنجره مجزا، و برای محاسبه پوشش گیاهی از شاخص نرمال شده (NDVI) استفاده گردیده است. نتایج روش طبقه بندی نظارت شده نشان داد؛ با مقایسه تغییرات مساحت کاربری ها بین سال 2022 تا 1987 مشخص گردید، در سال 1987مناطق کویری با (1416/1815) کیلومتر مربع، و در سال 2022 مناطق مسکونی با (1861/74) کیلومتر مربع دارای بیشترین مساحت بوده اند. کمترین مساحت به ترتیب در سال 1987- 2022 مربوط به اراضی باغی و جنگلی با (4934/34) کیلومتر مربع و در سال 2022 با (5281/2) کیلومتر مربع می باشد. میزان تغییرات پوشش گیاهی در سال 1987با (9916/11) کیلومتر مربع، نسبت به 2022 با (0455/13) کیلومتر مربع کمترین مساحت را داشته. نتایج تغییرات دمایی نشان داد، مقدار دمای بیشینه و کمینة سال 1987 برابر با (61-60) درجه سانتی گراد نسبت به سال 2022 با مقادیر (33-19) درجه سانتی گراد دارای تغییرات زمانی و مکانی بوده است. لذا با بررسی میانگین دما و بارش سالیانه در فصول مختلف سال تا افق 2045 مشخص گردید، با افزایش دمای سالیانه در آینده این شهر، با کاهش بارندگی در فصول مختلف پر بارش سال مواجه خواهد بود. لذا بیشترین دما در فصل بهار و کمترین بارندگی در فصل پاییز رخ داده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of time series relationship between land use changes and land surface temperature in desert cities (case study: Yazd city)

نویسندگان [English]

  • Rahman Zandi 1
  • Fatemeh Shahriyar 2
1 Isfahan Uni
2 Master of Urban Planning, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
چکیده [English]

This research aims to evaluate the relationship between time series of land use changes and land surface temperature in desert cities in Yazd using time series satellite images of 1987-2022 in Google Earth Engine system. To calculate (LST), using Landsat 5, 7 and 8 thermal band data in these two time periods, in addition to the supervised classification method, from the separate window algorithm method, and to calculate the vegetation cover from the normalized index (NDVI) has been used. The results of the supervised classification method showed; By comparing the changes in land use area between 2022 and 1987, it was determined that in 1987, desert areas had the largest area with (1815/1416) square kilometers, and in 2022, residential areas had the largest area with (74/1861) square kilometers. The lowest area in 1987-2022 is related to garden and forest lands with (34.4934) square kilometers and in 2022 with (2.5281) square kilometers. The amount of vegetation changes in 1987 with (11.9916) square kilometers, compared to 2022 with (13.0455) square kilometers, had the lowest area. The results of temperature changes showed that the maximum and minimum temperature of 1987 was equal to (60-61) degrees Celsius, compared to 2022 with values of (19-33) degrees Celsius, there were temporal and spatial changes. Therefore, by examining the average annual temperature and precipitation in different seasons of the year until the horizon of 2045, it was determined that with the increase in annual temperature in the future, this city will face a decrease in rainfall in different rainy seasons of the year. Therefore, the highest temperature occurred in the spring season and the lowest rainfall occurred in the autumn season.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land surface temperature (LST)
  • land use
  • time series
  • Google Earth Engine
  • Yazd city

اصل مقاله

بررسی دمای سطح زمین به عنوان مهم­ترین معیار برنامه­ریزی شهری، ناحیه­ای و منطقه­ای، نقش مهمی درکنترل تشعشعات حاصل از گرمایش حرارتی در فرایندهای زیستی، شیمایی و فیزیکی سطح زمین دارد. این پژوهش با هدف ارزیابی ارتباط سری زمانی تغییرات کاربری اراضی و دمای سطح زمین در شهرهای مناطق بیابانی در شهر یزد با استفاده از تصاویر ماهواره­ای سری زمانی 2020-1987 در سامانه گوگل ارث انجین انجام شده است. برای محاسبه (LST) با استفاده از داده­های باند حرارتی لندست 5، 7 و 8 در این دو بازة زمانی 2020-1987 علاوه بر روش طبقه بندی نظارت شده، از روش الگوریتم پنجره مجزا،  برای محاسبه پوشش گیاهی از شاخص نرمال شده (NDVI) استفاده گردیده است. نتایج روش طبقه بندی نظارت شده نشان داد؛ با مقایسه تغییرات مساحت کاربری­ها بین سال 2022 تا 1987 مشخص گردید، در سال 1987مناطق کویری با (14/1815) کیلومتر مربع، و در سال 2022 مناطق مسکونی با (18/74) کیلومتر مربع دارای بیشترین مساحت بوده اند. کمترین مساحت به ترتیب در سال 2020- 1987 مربوط به اراضی باغی و جنگلی با (49/34) کیلومتر مربع و در سال 2022 با (52/2) کیلومتر مربع می باشد. میزان تغییرات پوشش گیاهی در سال 1987با (99/11) کیلومتر مربع، نسبت به 2022 با (04/13) کیلومتر مربع کمترین مساحت را داشته است. نتایج تغییرات دمایی نشان داد، مقدار دمای بیشینه و کمینة سال 1987 برابر با (61-60) درجه سانتی گراد نسبت به سال 2022 با مقادیر (33-19) درجه سانتی­گراد دارای تغییرات زمانی و مکانی بوده است. با بررسی میانگین دما و بارش سالیانه در فصول مختلف سال تا افق 2045 مشخص گردید، افزایش دمای سالیانه سبب کاهش بارندگی­ها در فصول مختلف پر بارش سال گردیده است، لذا بیشترین دما در فصل بهار و کمترین مقدار بارندگی در فصل پاییز رخ خواهد بود. نتایج پژوهش حاضر می تواند به برنامه­ریزان انرژی، طراحان و مدیران شهری در راستای توسعه­ی پایدار کمک شایانی بنماید.

مراجع

آذری، مرتضی، فنی، زهره، کوزه گرکالجی، لطف علی (1400) بررسی نقش پیش ران های کلیدی در تغییر کاربری زمین و تحولات فضایی شهر با رویکرد آینده پژوهی در منطقه 12 تهران. فصل نامه برنامه ریزی و آمایش فضا. 2(1)،144-121.
اقدر، حسین، شایسته، کامران، محمد یاری، فاطمه، رنگ زن، کاظم (1397) ارزیابی توزیع مکانی دمای سطح زمین شهرستان بهبهان در سال های 1378-1392 با کاربرد سنجش از دور حرارتی، پژوهش های جغرافیای انسانی، 52(3)، 832-717.
اصغری سراسکانرودی، صیاد، اسدی، بهاره (1399) بررسی اثرات کاربری های مختلف شهرستان اصفهان بر ایجاد جزایر حرارتی، کاوش های جغرافیایی مناطق بیابانی، 8(2)، 246-217.
اسدی، احمد، محمدپور سنگانی، زینت، حاجی زاده شیخوانلو، علی (1399) شبیه سازی و پیش بینی رشد و گسترش شهر با استفاده از تکنیک سنجش از دور در تربت جام، جغرافیا و مخاطرات محیطی، 2 (37)، 160-143.
اسماعیل پور, نجما, اسمعیل پور, فاطمه, یامی, مجتبی, & امیرعضدی, حسین. (1400). بررسی رابطه تغییرات پوشش زمین و جزیره حراراتی با استفاده از الگوریتم تک پنجره و روش مفهومی درخت تصمیم (نمونه موردی:شهر اهواز). جغرافیا و برنامه‌ریزی, 25(78), 21-41. doi: 10.22034/gp.2021.44604.2784
انصاری، محمد رضا، نوروزی، آذین (1402) با هدف بررسی خود همبستگی فضایی دمای سطح زمین و ارتباط آن با کاربری اراضی شهر اهواز، جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 34(3)، 166-141.
پندار، حسین، موسوی بایگی، محمد، قهرمان، بیژن (1399) بررسی و تفکیک جزیره حرارتی و گرمایش جهانی در دشت مشهد، نشریه آب و خاک علوم و صنایع کشاورزی، 35(1)، 151-137.
جعفر زاده، جعفر، حسنی تبار، سید محمد (1400) به کارگیری سنجش از دور حرارتی در استخراج دمای سطح زمین و بررسی انطباق آن با الگوهای کاربری اراضی، کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم محیطی، 1(1)، 66-51.
خمر، غلامعلی، آذریان، سحر، راهدار پودینه، سمیه (1401) تحلیل تاثیر کاربری اراضی در پایداری محله های شهری در شهر زابل، نشریه علمی جغرافیا و برنامه ریزی، 27(85)، 67-57.
زندی، رحمان، نصیری، ابوذر، خسرویان، مریم(1400)، کاربرد سنجش از دور در آب و هواشناسی، انتشارات ماهواره، تهران.
زندی، رحمان، سلمانی مقدم، محمد، روکی، زهره (1402) سنجش میزان خود همبستگی فضایی دمای سطح زمین با کاربری اراضی در شهر اصفهان، جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 24(1)، 76-61.
زندی، رحمان، کرمی، مختار، طاهری، جلال (1398) تغییرات کاربری اراضی بر فرم فضایی جزایر حرارتی در شهر مشهد، نشریه علمی- پژوهشی برنامه ریزی توسعه کالبدی، 4(4)، 106-95.
شیرغلامی،محمدرضا(1401). بررسی تغییرات مکانی-زمانی اقلیم آسایش گردشگری استان یزد با مقایسه شاخص اقلیم گردشگری (TCI) و شاخص اقلیمی تعطیلات (HCI). پژوهش های اقلیم شناسی,1(52), 207-222.
عربی علی آباد، فهیمه، زارع، محمد، مختاری، محمد حسین (1398) برآورد تغییرات فصلی دمای عمق خاک دشت یزد- اردکان با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8 و بهره گیری از شبکه عصبی مصنوعی،  فصل نامه خشک بوم، 9(2)، 101-85.
عرب، نرگس، سلمان ماهینی، عبدالرسول، میکاییلی تبریزی، علیرضا، ویه، توما (1401) بررسی و تحلیل پویایی کاربری اراضی و تأثیر آن بر جزایر حرارتی شهری در شهر مشهد، نشریه محیط زیست طبیعی، 75(3)، 398-384.
عرب، نرگس، سلمان ماهینی، عبدالرسول، میکاییلی تبریزی، علیرضا، ویه، توما (1401) تعیین دمای سطح زمین با استفاده از دو الگوریتم پنجره مجزا و تک پنجره در شهر مشهد، فصل نامه اطلاعات جغرافیایی سپهر، 31(124) 73-53.
عربی علی آباد، فهیمه، زارع، محمد، غفاریان مالمیری، حمید رضا (1399) بررسی اثرات تغییرات پوشش اراضی بر دمای سطح زمین در دشت یزد، کاوش های جغرافیایی مناطق بیابانی، نشریه علمی کاوش های جغرافیایی مناطق بیابانی، 9(2)، 47-34.
مدنیان، ملیحه السادات، سفینیان، علیرضا، سلطانی کوپانی، سعید، پور منافی، سعید، مومنی، مهدی (1396) تخمین دمای سطح زمین بخش مرکزی استان اصفهان از داده های حرارتی لندست 8 با استفاده از الگوریتم پنچره مجزا، نشریه علوم آب و خاک، 23(4)، 11-1.
محمودزاده، حسن، پویان جم، آذر، & امان زاده، فاطمه. (1399). محاسبه دمای سطح زمین و استخراج جزایر حرارتی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست8 و الگوریتم پنجره مجزا در شهر ارومیه. جغرافیا و برنامه‌ریزی, 24(73), 325-348.
     doi: 10.22034/gp.2020.10794
مسعودیان، سید ابوالفضل، مجید منتظری (1398) رفتار زمانی- مکانی جزیرة گرمایی کلان شهر اصفهان، مخاطرات محیط طبیعی، 9(24)، 46-35.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار