ارزیابی رابطه بین برنامه ریزی کاربری زمین و شکل گیری جزایر حرارتی شهری (مطالعه موردی: شهر مشگین شهر)

محورهای موضوعی : جغرافیای طبیعی و سکونتگاههای انسانی

هوشنگ سرور ¹ , پوران کرباسی ² , موسی واعظی ³

1 - دانشیار گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
2 - دکتری جغرافیا و برنامه ریزی شهری و مدرس دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
3 - دانشجوی دکتری جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

تاریخ دریافت : 1401/03/23 تاریخ پذیرش : 1401/06/17 تاریخ انتشار : 1402/09/01

کلید واژه: کاربری اراضی, جزایر حرارتی شهری, دمای سطح زمین (LST), مشگین‌شهر,

چکیده مقاله :

مقدمه: رشد جمعیت و توسعه شهری سبب شده تا بخش زیادی از زمین‌های شهری به‌خصوص اراضی کشاورزی و باغات به‌صورت کاربری‌های مسکونی، صنعتی، شبکه حمل‌ونقل مورداستفاده قرار گیرند. این تغییرات کاربری منجر به افزایش آلودگی و تخریب محیط‌زیست و از همه مهم تر افزایش دمای سطح زمین شده است.هدف: هدف این پژوهش بررسی رابطه بین کاربری زمین و جزایر حرارتی در مشگین شهر در سه مقطع زمانی 1984، 1999 و 2020 می باشد.روش‌شناسی تحقیق: روش پژوهش از نوع کاربردی و ازنظر ماهیت تحقیقی است. برای دستیابی به هدف پژوهش پس از پردازش رادیو متریکی و اتمسفری تصاویر، دمای سطح زمین (LST) و شاخص پوشش گیاهی (NDVI) محاسبه گردید. سپس با استفاده از روش ماتریس خطا میزان صحت و دقت کاپا برای نقشه های تولیدی ارزیابی گردید.قلمرو جغرافیایی پژوهش: قلمرو جغرافیایی این پژوهش، شهر مشگین شهر می باشد.یافته ها: یافته ها حاکی از آن است که، نقشه های حاصل از جزیره گرمایی نشان داد در سال 1984 حداقل دما 22 و حداکثر دما 43 درجه سانتی‌گراد بوده درحالی‌که این وضعیت در سال 2020 با افزایش روبرو بوده و حداقل دما 29 و حداکثر دما 63 درجه سانتی‌گراد رسیده است.نتایج: دمای سطح زمین با تغییرات کاربری اراضی نشان‌دهنده این بوده که بالاترین دمای سطح زمین مربوط به اراضی ساخت‌وسازهای شهری است و این مسئله نتیجه کاهش پوشش گیاهی و افزایش سطوح نفوذناپذیر بوده است. همچنین بررسی تغییرات توزیع مکانی دمای سطح زمین و جزیره حرارتی نشان داد با از بین رفتن پوشش گیاهی داخل و اطراف شهر طبقه دمایی خنک، جای خود را به طبقه دمایی گرم داده است

چکیده انگلیسی:

Introduction: Population growth and urban development have made use of much of the urban land, especially agricultural lands and gardens, for residential, industrial, and transportation uses. This use changes lead to increased pollution and degradation of the environment and above all the earth's surface temperature has increased.Research Aim: This study investigates the relationship between land use and thermal islands in Meshginshahr over the 1984, 1999 and 2020 time periods.Methodology: The research method is applied and research in nature. To achieve the goal of the research, after radiometric and atmospheric processing of the images, land surface temperature (LST) and vegetation index (NDVI) were calculated. Then, using the error matrix method, the accuracy and precision of kappa for production maps were evaluated.Studied Areas: The geographical area of this research is MeshginShahr city.Results: The findings indicate that Maps of the heat island show that in 1984 the minimum temperature is 22 and the maximum temperature is 43 ° C. While this situation has been increasing in 2020, the minimum temperature is 29 and the maximum temperature is 63 ° C.Conclusion: The results of the relationship between land surface temperature and land use changes show that the highest land surface temperature is related to urban construction lands and this is a result of reduced vegetation cover and increased impermeable levels. Also, the study of the spatial distribution changes of the surface temperature of the island and the thermal island showed that with the disappearance of vegetation inside and around the city the cool temperature class replaced the warm temperature class.

منابع و مأخذ:

ابراهیمی هروی، بهروز؛ رنگ زن، کاظم؛ ریاحی بختیاری، حمیدرضا و تقی­زاده، ایوب. (1394). تعیین درجه حرارت سطح اراضی شهری با استفاده از تصاویر ماهواره لندست (مطالعه مورد: کرج). سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6(2)، 32-19.

اصغری­سراسکانرود، صیاد و امامی، هادی. (1397). پایش دمای سطح زمین و بررسی رابطه کاربری اراضی با دمای سطح با استفاده از تصاویر سنجنده  OLI و ETM+ مطالعه موردی: (شهرستان اردبیل). نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 53، 215-195.

بنیاد امیر، اسلام و حاجی قادری، طه. (1386). تهیه نقشه جنگل‌های طبیعی استان زنجان با استفاده از داده­های ماهواره لندست 7. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 11، 638-627.

تبریزی، محمد­علی؛ نادری، سعید و زهرا یعقوب پور. (1387). بررسی توسعه شهری برافزایش و تغییرات دمایی شهر تهران. هفتمین همایش ملی انجمن متخصصان محیط‌زیست ایران، تهران.

ترکاشوند، محمدقاسم. (1395). آشکارسازی جزایر حرارتی شهر اراک مبتنی بر تحلیل‌های خودهمبستگی فضایی، آمایش محیط. 35، 148-123.

حسین­زاده، احمد؛ کاشکی، عبدالرضا؛ جاویدی صباغیان، رضا و کرمی، مختار. (1400). پیش بینی تغییرات کاربری اراضی با تأکید بر اراضی انسانساخت (مطالعه موردی:حوضه آبریز دشت بجنورد). مطالعات برنامه ­ریزی سکونتگاه­های انسانی، 16(2)407، -418.

رنگزن، کاظم؛ فیروزی، محمدعلی؛ تقی­زاده، ایوب و مهدی­زاده، رامین. (1389). بررسی و تحلیل نقش کاربری اراضی در شکل‌گیری جزایر حرارتی با استفاده از R.S و GIS نمونه موردی شهر اهواز، سمینار ملی کاربرد GIS در برنامه­ ریزی اقتصادی. اجتماعی و شهری، تهران.

سامی، ابراهیم؛ کرباسی، پوران؛ کریمی پیمان و سنگین­آبادی، مهتاب. (1401). رزیابی و پیشبینی تغییرات فضایی و روند رشد شهری با استفاده از سنجش از دور (معالعه موردی: شهر قروه). فصلنامه معالعات برنامه­ ریزی سکونتگاه­های انسانی، 17(4)، 1061-1049.

علیزاده بنا، لیدا؛ ثنایی نژاد، سید حسین و مینائی، مسعود. (1395). بررسی ارتباط گرمایی شهری مشهد با عملکرد پوشش گیاهی شهری و کشاورزی با استفاده از تصاویر لندست در سال‌های 2000 تا 2015.  اولین کنفرانس ملی سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم زمین.

فرزاد مهر، جلیل؛ ارزانی، حسین؛ درویش­صفت، علی‌اصغر و جعفری، محمد. (1383). بررسی قابلیت داده­های ماهواره‌ای لندست 1 در برآورد تاج پوشش و تولید گیاهی  (مطالعه موردی: منطقه نیمه استپی حنا-سمیرم). مجله منابع طبیعی ایران، 2، 351-339.

قربی، میترا. (1392). تأثیر معماری و شهرسازی معاصر بر ایجاد جزایر گرمایی. دومین همایش ملی اقلیم، ساختمان و بهینه­سازی مصرف انرژی، تهران.

محمود زاده، حسن؛ نقد بیشی، افسانه و سحر مؤمنی. (1397). تأثیر کاربری­های شهری در ایجاد جزایر حرارتی (مطالعه موردی: مشهد). جغرافیا و مخاطرات محیطی، 27، 119-105.

معروف­نژاد، عباس. (1390). تأثیر کاربری­های شهری در ایجاد جزایر حرارتی (مطالعه موردی: شهر اهواز). فصلنامه آمایش محیط، 14، 95-78.

میرزایی مقدم، مهرنوش؛ اوجی، روح­الله و آقائی­زاده، ابراهیم. (1399). تحلیل اثر کاهش فضاهای سبز شهری بر تغییرات دما و رطوبت نسبی (مطالعه موردی: شهر رشت). فصلنامه مطالعات برنامه­ ریزی سکونتگاه­های انسانی، 15(4)، 1118-1103.

نوحه­گر، احمد و ترک چین، ناهید. (1391). مقایسه روش­های مطالعه جزایر حرارتی شهری در کلان‌شهرهای جهان اسلام توانایی­ها و محدودیت­ها. پنجمین کنگره بین‌المللی جغرافیدانان اسلام تبریز، دانشگاه تبریز.

ولیزاده­کامران، خلیل؛ غلام­نیا، خلیل؛ عینالی، گلزار و موسوی، سید محمد. (1396). برآورد دمای سطح زمین و استخراج جزایر حرارتی با استفاده از الگوریتم پنجره مجزا و تحلیل رگرسیون چند متغیره (مطالعه موردی شهر زنجان). نشریه پژوهش و برنامه ­ریزی شهری، 30، 50-35.

Adel Effat, H., Ossman Abdel Kader, H. (2014). Change detection of urban heat islands and somere late parameters using multi-temporal Landsat images (case study for Cairo city), Urban Climate, 10.

Chander, G., Markham, B.L., Denis, L.H. (2009). Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI sensors, Remote Sensing of Environment, 13.

Chen, X.L., zhao, H.M., Li, P.X., & Yin, Z.Y. (2006). Remote sensing image-based analysis of the relationship between urban heat island and land use. Remote Sensing of Environment, 104(2),133-146.

Chow, W., & Roth, M. (2006). Temporal dynamics of the urban heat island of Singapore. International Journal of Climatology, 26, 2243-2260.

Du, Z., Li, W., Zhou, D., Tian, L., Ling, F., & Wang, H. (2014). Analysis of Landsat- 8 OLI imagery for land surface water mapping. Remote Sensing Lettersm, 5(7), 672-681.

Haashemi, S., Weng, Q., Darvishi, A., & Alavipanah, S. K. (2016). Seasonal variations of the surface urban heat island in a semi-Arid City. Remote Sensing, 8(4), 352-369.

Liu, L., & Zhang, Y. (2011). Urban Heat Island Analysis Using the Landsat TM Data and ASTER Data: A Case Study in Hong Kong. Remote sensing, 3(7), 1535-1552.

Lu, D., Mausel, P., Brondi´zio, E., Moran, E. (2004). Change detection techniques. Remote Sensing, 25(12), 2365-2401.

Voogt, C. W., Lee, X., & Smith, R. B. (2012). Remotely sensing the cooling effects of city scale efforts to reduce urban heat island. Building and Environment, 49(1), 348-358.

Schwarz, N., Schlink, U., Franck, U., & Großmann, K. (2012). Relationship of land surface and air temperatures and its implications for quantifying urban heat island indicators an application for the city of Leipzig (Germany). Ecological Indicators,18, 693-704 .

Senanayake, I.P., Welivitiya, W.D.D., & Nadeeka, P.M. (2013). Remote sensing based analysis of urban heat islands with vegetation cover in Colombo city, Sri Lanka using Landsat-7 ETM+ data. Urban Climate, 5, 19-35.

SK, K., SR, S. (2016). Accuracy of land use change detection using support vector machine and maximum likelihood techniques for open-cast coal mining areas. Environmental Monitoring and Assessment, 18(1), 335-341.

Sobrino, J. A. (2008). Land surface emissivity retrieval from different VNIR and TIR sensors. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 46(2), 316 – 327.

Song, Y., & Wu, C. (2016). Examining the impact of urban biophysical composition and neighboring environment on surface urban heat island effect. Advances in Space Research, 57(1), 96-109.

Weng, Q., Liu, H., & Lu, D. (2007). Assessing the effects of land use and land cover patterns on thermal conditions using landscape metrics in city of Indianapolis, United States. Urban Ecosystem, 10(2), 203-219 .

Xian, G., & Crane, M. (2009). An analysis of urban thermal characteristics and associated land cover in Tampa Bay and Las Vegas using Landsat satellite data. Remote Sensing of Environment, 104(2),147-156.

Xie, CH. (2006). Support Vector Machines for Land Use Change Modeling. UCGE Reports Number 20243 Department of Geometrics Engineering, University of Calgary.

Xu, H., Chen, Y., Dan, S., & Qiu, W. (2011). Spatial and temporal analysis of urban heat Island effects in Chengdu City by remote sensing. In Geo informatics International Conference on.

Zhan, Q., Meng, F., & Xiao, Y. (2015). Exploring the relationships of between land surface temperature, ground coverage ratio and building volume density in an urbanized environment. The International Archives of Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 40(7), 255-260.