Environmental Assessment of Land Use Due to Dust in the Last Three Decades Using Remote Sensing Technique and CA Markov Model Case Study of Ahvaz

Subject Areas :

Yaha Abdolkarim Nisi ¹ , mohammadebrahim afifi ² , Marzieh Mogholi ³

1 - PhD Student in Geography and Urban Planning, Larestan Branch, Islamic Azad University, Larestan Iran
2 - Assistant Professor, Department of Geography, Larestan Branch, Islamic Azad University, Larestan, Iran
3 - Associate Professor, Larestan Branch, Islamic Azad University, Larestan, Iran

Received: 2021-04-21 Accepted : 2021-07-12 Published : 2022-01-21

Keywords: Land Use Change, dust, remote sensing, CA Markov,

Abstract :

One of the environmental problems is the air pollution index, the most important index of which is the volume of suspended particles in the atmosphere, and in the southern and western cities of the country in recent years has increased significantly. The aim of this study was to monitor land use changes due to fine dust in the last three decades using remote sensing and CA-Markov in Ahvaz. The research method was field-analytical. After conducting preliminary studies and preparing appropriate satellite images, they were analyzed and evaluated with different amounts of educational samples and according to ground surveys. The images used were Landsat 7, 5 and 8 satellite images of 2000, 2010 and 2020, respectively. The classification was performed by artificial neural network method and the accuracy of the classification was evaluated and the prediction map of the study area was prepared using the CA-Markov model. The classification results showed that the lands built in 2000 increased from 10637.34 to 10925.76 hectares in 2010 and its area increased to 288.42 hectares. From 2000 to 2010, the green space increased from 1275.41 hectares to 1279.99, ie 58.4 hectares, due to the planting of hand-planted trees during these years to deal with fine dust. These changes have been decreasing from 2010 to 2020 and its area changes have increased from 1279.99 hectares to 1120.49, ie 159.50 area has been reduced.

References:

احمدی، ا.، م. ر. طاطیان، ر. تمرتاش، ح. یگانه و ی. عصری.،(1395)، بررسی پوشش گیاهی اراضی شور حاشیه دریاچه ارومیه با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی،7(1)، 1-12.

بانژاد، حسین، محب زاده، حمید، علیائی، احسان.،(1392)، کاربرد شبکه های عصبی مصنوعی و GIS در تخمین پارامترهای موثر در تعیین الگوی کشت (مطالعه موردی : شهرستان نهاوند)، علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره پانزدهم، شماره یک.

بکائیان، فاطمه.، شمسی پور، علی اکبر.، علی خواه اصل، مرضیه.، (1398)، پایش روند تغییرات کاربری اراضی با تاکید بر توسعه فیزیکی شهر تهران، علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره بیست و دوم، شماره یک، صص61-78.

بوچانی، م. ح. و د. فاضلی.،(1390)، چالش‌هاى زیست محیطى و پیامدهاى ناشى از آن ریزگردها و پیامدهاى آن در غرب کشور ایران. رهنامه سیاستگذارى،2(3)، 125-146.

حسین زاده دلیر، کریم.، ملکی، سعید.، (1388)، تبیین شاخص های پایداری مناطق شهری با رویکرد توسعه پایدار در شهر ایلام، جغرافیا و برنامه ریزی، شماره 26 ، از صفحه 29 – 60.

عزیزی قلاتی، س.، ک. رنگزن، ج. سدیدی، پ. حیدریان و ا. تقی زاده.، (1395)، پیش بینی روند تغییرات مکانی کاربری اراضی با استفاد ه از مدل زنجیرة مارکوف_CA (مطالعة موردی: منطقه کوهمره سرخی استان فارس)، سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی،7(1)، 59-71.

عفیفی، محمدابراهیم.، منگلی میدوک، احمد.، وخشوری، علی.، (1399)، ارزیابی پایداری زیستمحیطی با تأکید بر خشکسالی و منابع آب با استفاده از فن چند معیاره شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: شهربابک)، فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال دوازدهم، شماره 48، صص 105-127.

عفیفی، محمدابراهیم.، (1397)، مدل سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیره‌ای مارکوف و مدل LCM، مطالعه موردی: شهر شیراز، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال بیستم، شماره 56، صص 141-158.

عفیفی، محمدابراهیم.، (1396)، پایش ریزگرها با استفاده از تصاویر چندطیفی ماهواره مادیس در جنوب غربی ایران، جغرافیا (فصلنامه علمی_ پژوهشی و بین المللی انجمن جغرافیای ایران)، دوره جدید، سال پانزدهم، شماره 55، صص183-195.

فلاحی، غلامرضا، دهقان منشادی، اسماعیل.،(1395)، کاربرد منطق فازی و الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی در تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش در حوضه رودخانه چالوس، نشریه علمی ترویجی مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی، دوره ۷ شماره ۲ صفحات ۴۷-59.

میرحسنی، مرضیه.، رستمی، نورالدین.، بازگیر، مسعود.، توکلی، محسن.، (1397)، بررسی تأثیر کاربری اراضی بر غلظت گرد و غبار و میزان هدررفت خاک در مناطق بیابانی(مطالعه موردی: عین خوش  دهلران، ایلام)، پژوهش های فرسایش محیطی، 8:1(29)، صص 1-20.

Adam E, Mutanga O, Rugege D. 2010. Multispectral and hyperspectral remote sensing for identification and mapping of wetland vegetation: a review. Wetlands Ecology and Management, 18(3): 281-296.

Azizi, G.; Shamsipour, A. A.; Miri, M.; & T. Safarrad, 2012. Statistic and Synoptic Analysis of Dust Phenomena in West of Iran, Journal of Environmental Studies, 38 (3), 123-134. (in Persian).

Behera, B.; Mohanty, S. K.; & A. K. Behura, 2007. Effect of Mulches on Production Potential, Economics and Soil Fertility Status of Maize + Pigeonpea Intercropping under Rainfed Conditions of Eastern Ghats, Orissa, Indian Journal of Dryland Agricultural Research and Development, 22 (1), 37-40.

Chavez, P.S. (1988). An Improved Dark-Object Subtraction Technique for Atmospheric Scattering Correction of Multispectral Data, remote Sensing of Multispectral Data, remote Sensing of Environment,Vol.24,no.3,1988.pp.459-479.

Ekhtesasi, M. R., & Z. Gohari, (2013). Determining area affected by dust storms in different wind speeds, using satellite images (case study: Sistan plain, Iran). Desert. 17, 193-202.

Ghatresamani, M., 2018. Increasing the Dust t in Iran and Its Dimensions in International Law, The 2nd International Conference on Dust, Ilam University, Ilam, Iran. (in Persian).

Kelly M, Tuxen KA, Stralberg D. 2011.Mapping changes to vegetation pattern in a restoring wetland: Finding pattern metrics that are consistent across spatial scale and time. Ecological Indicators, 11(2): 263-273.

Luvall JC, Sprigg WA, Levetin E, Hueted A,Nickovic S, Pejanovic GA, Vukovic A, Vande Water PK, Myers OB, Budge AM, Zelicoff AP, Bunderson L, Crimmin TM. 2011. Use of MODIS Satellite Images and an Atmospheric Dust Transport Model to Evaluate Juniperus spp. Pollen Phenology and Dispersal to

Prachi MS, Pravin KD. 2014. Detection and monitoring of two dust storm events by multispectral MODIS images. Journal of Environmental Research and Development, 8(4): 974-982.

Sterk, G., & D. Goossens, (2007). Emissions Of Soil Dust And Related Problems In Europe:An Overview.

Support Public Health Alerts. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 127(2):AB19.

Tan, M.; Li, X.; & L. Xin, 2014. Intensity of dust storms in China from 1980 to 2007: A new definition, Atmospheric Environment, 215-222.

Tuxen K, Schile L, Stralberg D, Siegel S, Parker T, Vasey M, Callaway J, Kelly M.  2011. Mapping changes in tidal wetland vegetation composition and pattern across a salinity gradient using high spatial resolution imagery. Wetlands Ecology and Management,19(2): 141-157.

Wang, H.; Jia, X.; Li, K.; & Y. Li, 2015. Horizontal wind erosion flux and potential dust emission in arid and semiarid regions of China: A major source area for East Asia dust storms, Catena, 133, 373–384.

Wolberg, G. 1990. Digital image warping. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society Press, 318p.

Xia, X. C., & G. S. Yang, (1996). Sandstorm Disasters in Northwest China and Control.China Publishing House for Environmental Sciences. Beijing. (in Chinese).

Xu, J., 2006. Sand-dust storms in and around the Ordos Plateau of China as influenced by land use change and desertification, Catena, 65 (3), 279-284. DOI: 10. 1016 /j. catena. 2005. 12.006