Extraction and Identification of Land Surface Temperature and Explaining Its Relationship with Urban Land Use (A Case Study of Districts 1 And 21 of Tehran)

Subject Areas :

gholamreza moradi ¹ , alireza hasani ²

1 - Assistant Professor of Urban Planning at Salman Farsi University of Kazerun, Fars, Iran
2 - Assistant Professor of Urban Planning, Department of Urban Planning, Faculty of Arts, University of Bojnord, Bojnord, Iran

Received: 2020-11-09 Accepted : 2021-01-13 Published : 2022-11-22

Keywords: land use, surface temperature, Heat islands, Districts 1 And 21 of Tehran,

Abstract :

Today, cities are extremely vulnerable due to population growth, industrial expansion, consumption of fossil fuels as a result of greenhouse gas emissions, air pollution, and finally climate change. With the expansion of cities, many natural surfaces go under construction, more synthetic materials are used, and population and building densities increase the production of heat from human activities. All of these cases, along with the type of land use in the city, cause certain characteristics such as radiant power, heat capacity, albedo, etc., and show a different surface temperature than other places. Space technology has been used successfully to determine surface temperature and urban energy balance. In this study, the surface temperature of districts 1 and 21 of Tehran was identified using Landsat 7 satellite images and its surface temperature was estimated by adapting it to the land use map of these areas. The results show that there is a close relationship between land use and surface temperature, as in these two areas, depending on the role and activity of each area, different surface temperatures have been identified. District 21 with industrial and workshop operations, barren lands, lack of vegetation, lack of waterways, and excessive use of artificial and industrial materials as well as production of heat due to human activities shows an average surface temperature of 5 degrees Celsius higher than that of region 1.

References:

• اصغری سراسکانرود، صیاد، و‌هادی امامی. 1398. “پایش دمای سطح زمین و بررسی رابطه کاربری اراضی با دمای سطح با استفاده از تصاویر سنجندهETM+ و OLI.” تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی 19 (53): 195-215.


• ازکیا، مصطفی. 1394. جامعه شناسی توسعه. تهران: کیهان.


• —. 1391. مقدمه‌ای بر جامعه شناسی توسعه روستایی. تهران: اطلاعات.


• ازکیا، مصطفی، حبیب الله زنجانی، سید محمد سید میرزایی، و ‌هادی برغمدی. 1393. “بررسی سطح توسعه اجتماعی در شهر تهران.” مطالعات توسعه اجتماعی ایران 6 (4): 7-21.


• اکبری، حسن، فرامرز‌هادوی، مهدی زمانی، و یوسف علیپور. 1395. “تعیین جهت‌های مناسب استقرار ساختمان جهت دریافت بهینه تابش خورشیدی در شهر زنجان.” فصلنامه آمایش محیط 9 (33): 155-173.


• اکبری،‌هادی. 1379. بررسی الگوی توزیع درجه حرارت شهر تهران با استفاده از اطلاعات حرارتی لندست TM. تهران: پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس.


• بحرینی، سید حسین. 1377. فرآیند طراحی شهری. تهران: دانشگاه تهران.


• بحرینی، سید حسین، و رضا مکنون. 1380. “توسعه شهری پایدار: از فکر تا عمل.” محیط شناسی 27: 41-60.


• برنا، رضا. 1398. “مطالعه شاخص‌های زیست اقلیمی مؤثر بر آسایش انسان (مطالعه موردی: شهرستان بهبهان).” فصلنامه آمایش محیط 12 (45): 95-118.


• بهرام سلطانی، کامبیز. 1387. مجموعه مباحث و روش‌های شهرسازی - محیط زیست. تهران: شهیدی، مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری ایران.


• پوردیهیمی، شهرام;. 1390. زبان اقلیمی در طراحی محیط پایدار- مقیاس کلان و میانه. تهران: دانشگاه شهید بهشتی.


• پیت، ریچارد، و الین ریچارد‌هاردویک. 1390. نظریه‌های توسعه. با ترجمه مصطفی ازکیا، اسماعیل رحمانپور و رضا صفری شالی. تهران: لویه.


• تودارو، مایکل. 1391. وسعه اقتصادب در جهان سوم. 19. با ترجمه غلامعلی فرجادی. تهران: کوهسار.


• جمعه پور، محمود. 1392. برنامه‌ریزی محیطی و پایداری شهری و منطقه‌ای اصول، روش‌ها و شاخص‌های محیطی پاداری سرزمین. تهران: سمت.


• حسین زاده دلیر، کریم. 1385. برنامه‌ریزی ناحیه ای. پنجم. تهران: سمت.


• دشتکیان، کاظم، و محمدعلی دهقانی تفتی. 1386. “بررسی د‌مای سطح زمین د‌ر ارتباط با پوشش گیاهی و توسعه شهری با استفاد‌ه از سنجش از د‌ور و سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی د‌ر مناطق بیابانی، مطالعه مورد‌ی: منطقه یزد‌- اشکذر.” پژوهش و سازندگی 20 (4): 169-179.


• دینی، علی. 1370. تفاوت کیفی مفهوم رشد و توسعه. جلد 1. تهران: کتاب توسعه بهار.


• زاهدی اصل، محمد;. 1381. مبانی رفاه اجتماعی. تهران: دانشگاه علامه طباطبایی.


• سن، آرماتیا. 1392. توسعه یعنی آزادی. با ترجمه سعید نوری نائینی. تهران: نشر نی.


• عزیزی، محمد مهدی. 1385. محله مسکونی پایدار. تهران: دانشکده هنر‌های زیبا دانشگاه تهران.


• علوی پناه ، سیدکاظم. 1383. “کاربرد سنجش حرارتی از دور در مطالعات محیط زیست.” محیط شناسی 30 (34): 29-38.


• فرشچی، رفیعه. 1388. “معماری در عصر تغییر اقلیم.” صفه (دانشگاه شهید بهشتی) 18 (48): 65-78.


• قره باغیان، مرتضی. 1393. اقتصاد رشد و توسعه. تهران: نی.


• گریفین، کیث; کنلی، تری مک;. 1375. تحقق استراتزی توسعه انسانی. تدوین توسط غلامرضا خواجه پور. تهران: موسسه پژوهش تأمین اجتماعی.


• گلکار، کوروش. 1379. “طراحی شهری پایدار در حاشیه کویر.” هنر‌های زیبا شماره هشتم.


• لهسایی زاده، عبدالعلی. 1393. جامعه شناسی توسعه. تهران: دانشگاه پیام نور.


• لهسایی زاده، عبدالعلی. 1380. “نابرابری و قشر بندی اجتماعی در ایران.” علوم اجتماعی و انسانی (دانشگاه شیراز) 16 (2): 24-3.


• مجرد، فیروز، مهتاب ناصریه، و سیروس‌هاشمی. 1397. “بررسی تغییرات دوره‌ای و فصلی جزیره گرمایی شهر کرمانشاه در شب و روز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای.” فیزیک زمین و فضا 44 (2): 479-494. doi:22059/jesphys.2018.247773.1006952.


• محمودزاده ، حسن ، افسانه نقدبیشی ، و سحر مومنی. 1397. “تأثیر کاربری‌های شهری در ایجاد جزایر حرارتی.” جغرافیا و مخاطرات محیطی 27: 105-119.


• معروف نژاد ، عباس، و شهلا قاسمی. 1396. “روند تغییرات دما با استفاده از روش من- کندال.” فصلنامه آمایش محیط 10 (37): 149-166.


• مفیدی شمیرانی، سید مجید، و علی افتخاری مقدم. 1395. “توسعه پایدار شهری، دیدگاه‌ها و اصول اجرایی آن در کشورهای در حال توسعه.” دانش نما 20-28.


• مفیدی، مجید;. 1386. “پایداری و انرژی.” توسعه شهری پایدار. تهران: دانشکده هنر‌های زیبا.


• موسوی ثمرین، سید سعید. 1392. “نگاهی گذرا به اندیشه‌های دنیس گولت.” جستار‌های مبین 1-5.


• Ahmed Memon، Rizwan، Dennis Y.C Leung، and Liu Chunho. 2008. "A review on the generation، determination and mitigation of." Journal of Environmental Sciences 120–128.


• Akbari، H ، M Pomerantz، and H Taha. 2001. "Cool surfaces and shade trees to reduce energy use and improve air quality in urban areas." Solar energy (Elsevier BV) 295-310: 295-310. doi:10.1016/s0038-092x(00)00089-x.


• Akbari، Hashem ، Constantinos Cartalis، Denia Kolokotsa، Alberto Muscio، Anna Laura Pisello، Federico Rossie، Matheos Santamouris، Afroditi Synnefa، Nyuk Hien WONG، and Michele Zinzig. 2016. "Local Climate Change and Urban Heat Island Mitigation Techniques – The State of the Art." Journal of Civil Engineering and Management 22 (1): 1–16. doi:10.3846/13923730.2015.1111934.


• Dhalluin، A ;Bozonnet، 2015. Urban heat islands and sensitive building design ̊ A study in some French cities context، Sustainable Cities and Society،19: 292 -299، http://dx.doi.org/10.1016/j.scs.2015.06.009.


• Duncan،M.A.، B. Boruff، A. Saunders، Q. Sun، J. Hurley، and M. Amati. 2019. "Turning down the heat: An enhanced understanding of the relationship between urban vegetation and surface temperature at the city scale." Science of The Total Environment 656: 118-128. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.11.223.


• Golden ، Jay S.. 2004. "The Built Environment Induced Urban Heat Island Effect in Rapidly Urbanizing Arid Regions – A Sustainable Urban Engineering Complexity." Environmental Sciences (Informa UK Limited) 1: 321-349. doi:10.1080/15693430412331291698.


• Hall، 2004. "The Role of Surface Albedo Feedback in Climate." Journal of Climate 17 (7): 1550–1568. doi:10.1175/1520-0442(2004)017<1550:TROSAF>2.0.CO;2.


• Institute، The Energy and Resources. 2017. "Urban Planning Characteristics to Mitigate Climate Change in context of Urban Heat Island Effect." The Energy and Resources Institute،


• Jiang ، Lu، Wenfeng Zhan، James Voogt، Limin Zhao،، Lun Gao، Fan Huang، and Zhe Cai. 2018. "Remote estimation of Complete urban surface temperature using only directional radiometric temperatures." Building and Environment (Elsevier BV) 135: 224-236. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.03.005.


• McGuffie، Kendal، and Ann Henderson-Sellers. 2005. A Climate Modelling Primer. 3. England: John Wiley & Sons.


• Mulligan، Joseph Francis. 1980. Practical physics : the production and conservation of energy. New York: McGraw-Hill.


• Nurwanda، Atik، and Tsuyoshi Honjo. 2020. "The prediction of city expansion and land surface temperature in Bogor City،" Sustainable Cities and Society 52. doi:10.1016/j.scs.2019.101772.


• Oke،R. 1987. Boundary Layer Climates. Routledge.


• Oke،R. 1988. "The urban energy balance." Progress in Physical Geography: Earth and Environment 12 (4): 471-508. doi:10.1177/030913338801200401.


• Oke T.R. 1981. Canyon geometry and the nocturnal urban heat island:comparison of scale model and field observations. Journal of Climatology. 1(3):237-254، DOI: 10.1002/joc.3370010304.


• Pan، 2015. "Area Delineation and Spatial-Temporal dynamics of urban heat island in Lanzhou City، China Using Remote Sensing Imagery." Journal of the Indian Society of Remote Sensing 111-127. doi:10.1007/s12524-015-0477-x.


• Rami ، 2019. "Analysis of the pattern of surface temperature in Amman city." International Journal of Planning ،Urban and Sustainable Development. doi:10.13140/RG.2.2.22156.26246.


• Sobrino، Jose، N Raissouni، and Zhao Liang Li. 2001. "A Comparative Study of Land Surface Emissivity Retrieval from NOAA Data." Remote Sensing of Environment (Elsevier) 75 (2): 256-266. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(00)00171-1.


• Stathopoulou، Marina I. ، and Constantinos Cartalis. 2007. "Use of Satellite Remote Sensing in Support of Urban Heat Island Studies." Advances in Building Energy Research ( Informa UK Limited) 203-212. http://dx.doi.org/10.1080/17512549.2007.9687275.


• www.unenvironment.org. 1 29.

https://www.unenvironment.org/explore-topics/resource-efficiency/what-we-do/cities/citi.

• Xiao، Jingfeng ، and Aaron Moody. 2005. "A comparison of methods for estimating fractional green vegetation cover within a desert-to-upland transition zone in central New Mexico،" Remote Sensing of Environment (Elsevier BV) 98: 237-250.

http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2005.07.011