Analysis of Sentinel 3 images of SLSTR sensors in identifying urban heat islands and its relationship with vegetation (Case study: Kermanshah)

Subject Areas : Remote sensing,

Mostafa Shahinifar ¹ (Assistant Professor, Department of Geography and Urban Planning, Faculty of Social Sciences, Payam Noor University, Tehran, Iran)
Hamidreza Shahandeh ² (Master's student in Geography and Urban Planning, Faculty of Social Sciences, Payam Noor University, Tehran, Iran.)

Received: 2022-10-06 Accepted : 2023-08-06 Published : 2023-07-23

Keywords: ", Vegetation", Kermanshah", Sentinel 3", Heat Islands",

Abstract :

This issue has become more apparent in large cities and provincial capitals, which have undergone land use changes in recent years. The main purpose of this study is to investigate the spatial relationship between the distribution of thermal islands with urban vegetation and compare the intensity of thermal islands in minimum, maximum and average values in urban areas of Kermanshah during the last 10 years. Data were analyzed using Sentinel 3 satellite imagery and SLSTR sensor with a spatial resolution of 500 m in the reflective bands and 1000 m in the thermal band using SNAP and QGIS software. Therefore, continuous monitoring of land use change is one of the main challenges of urban planning and management in metropolitan areas. Because the increase of green space in the city significantly reduces the temperature of the city and thermal islands. The key findings of this research are focused on three areas: first, focusing on the fair distribution of green spaces in the city, second, using waste spaces to increase green spaces, and finally, avoiding additional burden on the ground, because in dense areas, the possibility of creating thermal islands is much higher. It was from other places.

References:

1- ابراهیمی، حجت؛ گندمکار، امیر؛ المدرسی، سیدعلی و رامشت، محمدحسین (۱۳۹۵): برآورد دمای سطح زمین و تأثیر پوشش گیاهی بر دمای سطح با استفاده از تصاویر موریس (مطالعه موردی: حوزه تویسرکان)، جغرافیا (برنامه‌ریزی منطقه‌ای)، (۶)۴، ۲۳- ۳۲.

https://dorl.net/dor/20.1001.1.22286462.1395.6.4.3.2

2- اسدی، یاسمن؛ حمزه، سعید؛ و کیاورز مقدم، مجید (1399): بررسی تأثیرات کاربری زمین و پوشش گیاهی بر جزایر گرمایی شهری با استفاده از سنجه‌های سیمای سرزمین (مطالعۀ موردی: منطقۀ 6 تهران. پژوهش‌های جغرافیای انسانی،۵۲(۲)، ۷۵۹ – ۷۷۳.

doi: 10.22059/jhgr.2020.290775.1008022

3- امیری، رضا؛ علی محمدی، عباس؛ علوی پناه، سیدکاظم؛ امان الهی، عباس (۱386): مطالعه تغییر پذیری فضایی- زمانی حرارت در ارتباط با کاربری/ پوشش زمین در منطقه شهری تبریز با استفاده از داده های حرارتی و انعکاسی TM و +ETM لندست. محیط شناسی.۳۳(۴۳)، ۱۰۷- ۱۲۰.

https://jes.ut.ac.ir/article_18815.html

4- برهانی، کاظم؛ گودرزی، صدراله؛ و اسمعیلی، شیوا (1399). امکان‌سنجی بهره‌گیری از استراتژی‌های سازگاری و کاهش‌اثر در مقابله با جزایرگرمایی شهری (مطالعۀ موردی: کلان شهر تهران) پژوهش‌های جغرافیای انسانی(۵۲)۱، ۲۶۳- ۲۸۱.

Doi: 10.22059/jhgr.2018.263461.1007759

5- ترابی، سحر؛ زارعی، مجید؛ و هاشم‌پور، رحیم (۱۳۹۹). طراحی شهری با هدف تقلیل نارسایی‌های محیطی ناشی از جزایر حرارتی (نمونه موردی: محدوده تهرانسر، منطقه ۲۱ تهران)، جغرافیا و برنامه­ریزی منطقه‌ای، (۱۰)۲، ۱۴۳- ۱۵۴.

http://www.jgeoqeshm.ir/article_109364.html

6- ثروتی، زهرا؛ لطیفی، غلامرضا؛ سلطانی، علی؛ و صنایعیان، هانیه (1400): الگوی توزیع فضایی جزایر حرارتی در بستر ویژگی‌های اجتماعی و اقتصادی (مورد کاوی شهر تهران). فصل­نامه برنامه ریزی توسعه شهری و منطقه ای، ۶(۱۶)، ۲۳-۱.

 http://dx.doi.org/10.22054/urdp.2021.62607.1367

7- جعفری، شاهین؛ و عطارچی، سارا (1400): آشکارسازی مناطق ساخته‌شدۀ شهری با استفاده از تصاویر مدارهای متفاوت سنتینل 1، مورد مطالعه: شهر اصفهان. پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، (۹)۳، ۷۰۹- ۷۳۴.

 https://dx.doi.org/10.22059/jurbangeo.2021.317204.1439

8- داداشی رودباری، عباسعلی و علی آبادی، کاظم (1396): نقش مؤلفه‌های جغرافیایی بر چگونگی پراکندگی دمایی در سطوح شهری با استفاده از تکنیک‌های سنجش ‌از دور مطالعه موردی شهر مشهد. مجله آمایش جغرافیایی فضا، ۷(۲۴)، ۱۳۱- ۱۴۲.

http://gps.gu.ac.ir/article_50834.html

9- رمضانی، بهمن؛ دخت محمد، سیدمریم (1389): شناخت محدودة مکانی تشکیل جزیرة گرمایی در شهر رشت، پژوهش و برنامه ریزی شهری، (۱)۱، ۶۴-۴۹.

 https://dorl.net/dor/20.1001.1.22285229.1389.1.1.3.2

10- زارعی، ارسطو؛ شاه حسینی، رضا؛ و قنبری، روناک (1400): محاسبه و ارزیابی دمای سطح زمین با استفاده از الگوریتم پنجره مجزای غیرخطی و تصاویر ماهواره سنتینل3 (مطالعه موردی: استان تهران). فصل­نامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، ۳۰(۱۱۹)، ۵۹- ۷۴.

Doi: 10.22131/sepehr.2021.247876

11- شمسی پور، علی اکبر؛ سلمانیان، فرزاد؛ و عزیزی، قاسم (1392): مدل‌سازی و آنالیز اثر پوشش سطوح معابر بر دمای فضاهای باز شهری تفهم طراحی و نتایج از پروژۀ سهیل. پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، (۱)۱، ۷۹- ۹۶.

Doi: 10.22059/jurbangeo.2013.50553

12- صادقی نیا، علیرضا؛ علیجانی، بهلول؛ ضیاییان فیروزآبادی، پرویز (1391): تحلیل فضایی- زمانی جزیره حرارتی کلان شهر تهران با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، جغرافیا و مخاطرات محیطی، (۱)۴، ۱۷- ۱.

Doi: 10.22067/geo. v1i4.16950

13- عسگری، امید؛ عطارچی، سارا؛ و نیسانی سامانی، نجمه (1399): ارزیابی کارایی اطلاعات جغرافیایی داوطلبانه در طبقه‌بندی تصاویر سنتینل 2 با هدف شناسایی تغییرات کاربری مناطق شهری (مطالعة موردی: شهر قزوین). پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، (۸)۴، ۸۸۹- ۹۰۵.

Doi: 10.22059/jurbangeo.2021.314285.1411

14- علوی پناه، سید کاظم؛ هاشمی دره بادامی، سیروس؛ و کاظم زاده، علی(۱۳۹۴): تحلیل زمانی – مکانی جزیرۀ حرارتی شهر مشهد با توجه به گسترش شهر و تغییرات کاربری - پوشش زمین. پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، ۳(۱)، ۱- ۱۷.

Doi: 10.22059/jurbangeo.2015.54436

15- فرزندی، محبوبه؛ رضائی پژند، حجت؛ و سیدنژاد گلخطمی، نفیسه (1393): تعیین نقطه شکست دمای سالانه با الگوی وابستگی سیستم خاکستری برای تحلیل جزیره حرارتی مشهد، مجله مخاطرات محیط طبیعی، ۳(۴)، ۴۹- ۶۰.

Doi: 10.22111/jneh.2014.2468

16- فیضی زاده، بختیار؛ دیده بان، خلیل؛ و غلام نیا، خلیل (1395): برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8 و الگوریتم پنجره مجزا (مطالعه موردی: حوضه آبریز مهاباد). اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، (۲۵)۹۸، ۱۷۱- ۱۸۱.

Doi: 10.22131/sepehr.2016.22145

17- کارکن سیستانی، مرضیه؛ و دوستان، رضا (1394): جزیرۀ گرمایی کلان‌شهر مشهد. جغرافیا و توسعه فضای شهری، ۲(۲)، ۱۲۳- ۱۳۸.

Doi: 10.22067/gusd. v2i2.47438

18- مشایخ، فرناز؛ و لشکری، حسن (1400): تحلیل اثر میکروکلیمایی بوستان‌های بزرگ بر تعدیل دمای سطحی فضاهای شهری (مورد مطالعه: شهر تهران). پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، ۹(۳)، ۶۸۳- ۷۰۷.

Doi: 10.22059/jurbangeo.2021.311621.1380

19- ملک‌پور، پیمان؛ و طالعی، محمد (1390): مدل سازی ارتباط کاربری- پوشش اراضی و حرارت سطح زمین، با استفاده از داده‌های سنجنده ASTER. محیط شناسی، ۳۷(۵۸)، ۳۷- ۴۲.                                                                https://jes.ut.ac.ir/article_23162.html

 

20- مهدیان ماهفروزی، مجتبی؛ شمسی پور، علی اکبر؛ و عزیزی، قاسم (۱۳۹۴): اثرات گسترش فضای سبز بر الگوی جزیرۀ گرمایی شهری (مطالعۀ موردی: بوستان ولایت). پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، ۳(۱)، ۸۵- ۹۹.

 Doi: 10.22059/jurbangeo.2015.54441

21- نادی‌زاده شورابه، سامان؛ حمزه، سعید؛ کیاورز، مجید؛ و افشاری‌پور، سید کریم (1397): بررسی تغییرات مکانی-زمانی کاربری اراضی، گسترش شهری و تأثیر آن بر افزایش دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر چندزمانة لندست (مطالعة موردی: شهر گرگان) پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، ۶(۳)، - ۵۴۵-۵۶۸. 

Doi: 10.22059/jurbangeo.2018.262673.945     

22- هاشمی، محمود؛ علوی پناه، کاظم؛ و دیناروندی، مرتضی (1392): ارزیابی توزیع مکانی دمای سطح زمین در محیط زیست شهری با کاربرد سنجش از دور حرارتی. محیط شناسی، ۳۹(۱)، ۸۱- ۹۹.                                           Doi: 10.22059/jes.2013.30392                    

23- Ahmed, S. (2018): Assessment Of Urban Heat Islands And Impact Of Climate Change On Socioeconomic Over Suez Governorate Using Remote Sensing And GIS Techniques, The Egyptian Journal Of Remote Sensing And Space Science, (21)1, 15- 25. Https://Doi.Org/10.1016/J.Ejrs.2017.08.001

24- Amiri, R., Weng, Q., Alimohammadi, A., Alavipanah, S. K. (2009): Spatial–Temporal Dynamics Of Land Surface Temperature In Relation To Fractional Vegetation Cover And Land Use/Cover In The Tabriz Urban Area, Iran. Remote Sensing Of Environment (113)12, 2606- 2617. Https://Doi.Org/10.1016/J.Rse.2009.07.021

25- Greene, C S. Kedron, P J. (2018): Beyond Fractional Coverage: A Multilevel Approach To Analyzing The Impact Of Urban Tree Canopy Structure On Surface Urban Heat Islands, Applied Geography, (95)6, 45-53.

Https://Doi.Org/10.1016/J.Apgeog.2018.04.004

26- Gupta, N., Mathew, A., Khandelwal, S. (2019): Analysis Of Cooling Effect Of Water Bodies On Land Surface Temperature In Nearby Region: A Case Study Of Ahmedabad And Chandigarh Cities In India. The Egyptian Journal Of Remote Sensing And Space Science, (22)1, 81- 93. Https://Doi.Org/10.1016/J.Ejrs.2018.03.007

27- Hrisko, J., Ramamurthy, P., Gonzalez, J.E. (2021): Estimating Heat Storage In Urban Areas Using Multispectral Satellite Data And Machine Learning. Remote Sensing Of Environment, 252(1), 1-53, Https://Doi.Org/10.1016/J.Rse.2020.112125

28- Khandelwal, S., Goyal, R., Kaul, N., & Mathew, A. (2018): Assessment Of Land Surface Temperature Variation Due To Change In Elevation Of Area Surrounding Jaipur, India. The Egyptian Journal Of Remote Sensing And Space Science, (21)1, 87- 94. Https://Doi.Org/10.1016/J.Ejrs.2017.01.005

29- Yun Ma, H.; Junli, H.; Zhang, M.; Dong, X. (2022): Impact Of Cropland Degradation In The Rural–Urban Fringe On Urban Heat Island And Heat Stress During Summer Heat Waves In The Yangtze River Delta, Advances In Climate Change Research, (13)2, 240-250. Https://Doi.Org/10.1016/J.Accre.2022.01.006.