واکاوی الگوهای دمایی در ارتباط با کاربری‌های شهری با بکارگیری داده‌های سنجش از دور (مطالعه موردی: شهر کرمانشاه)

محورهای موضوعی : مطالعات برنامه ریزی شهری و منطقه ای

مهدی نارنگی فرد ¹ , احمد مزیدی ² , اسماعیل عبدلی ³

1 - دانشجوی دکتری آب ‌و هواشناسی، مخاطرات محیطی، دانشگاه یزد، یزد، ایران
2 - دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه یزد، یزد، ایران
3 - دانشجو دکتری ژئومورفولوژی، مدیریت محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1393/05/04 تاریخ پذیرش : 1395/06/24 تاریخ انتشار : 1395/06/30

کلید واژه: شهر کرمانشاه, دمای سطح زمین, الگوهای دمایی, کاربری شهری, تصاویر LANDSAT,

چکیده مقاله :

تنوع و تفاوت در کاربری و پوشش اراضی و تغییر در چشماندازهای شهری و تخریب فضای سبز به عنوان پیآمدی از افزایش جمعیت و گسترش نواحی متراکم شهری، باعث تغییر در تراز انرژی، انباشت گرمایی و دگرگونی در الگوهای دمایی در سطح نواحی شهری می‌گردد. بنابراین تحلیل روابط کاربری، پوشش اراضی بر دامنه‌های دمایی و میزان تأثیرگذاری و تأثیرپذیری هر کدام از یکدیگر می‌تواند در مدیریت شهری نقش مهمی ایفا کند. در این پژوهش، الگوهای حرارتی شهر کرمانشاه به عنوان مهم‌ترین مرکز جمعیتی غرب ایران که با رشد فزاینده جمعیت و نرخ بالای مهاجرت مواجه است، مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از انجام این پژوهش استخراج الگوهای حرارتی و کاربری‌های موجود در نواحی شهری با بکارگیری داده‌های سنجش از دور است. بدین منظور طبقه‌بندی پوشش اراضی بر اساس طبقه بندی نظارت شده با اعمال الگوریتم بیشترین شباهت و استخراج دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر سنجنده TM ماهوارهLANDSAT به تاریخ: 31 آگوست سال 2011 انجام گرفت. در پایان با تحلیل آماری و مکانی، میزان تأثیر هر یک از کاربری‌ها بر الگوهای حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌های پژوهش بیانگر پنج دامنه دمایی و سه کاربری مسکونی، پوشش گیاهی و بایر استخراج شده در شهر می باشد، کاربری بایر، مسکونی و پوشش گیاهی با دامنه دمایی 30-36، 16-22 و 25-26 درجه سانتی‌گراد بیشترین مساحت را به خود اختصاص داده است.

چکیده انگلیسی:

Land use and land cover diversity and difference on one hand and changes in destruction of green space of the urban landscape as a result of increasing population and expanding dense urban areas on the other hand would result in change in energy balance, heat accumulation and temperature patterns in urban areas. Thus, the analysis of user relationships and the influence of land cover on slopes temperature can influence each other and play an important role in urban management. In this study, the thermal patterns in Kermanshah, a city in west of Iran as the main center of population which is faced with a growing population and high rates of immigration was studied. The purpose of this study is to extract heat patterns and land use in urban areas using remote sensing data. Therefore, classification of land cover classification based on the maximum likelihood algorithm is applied and the land surface temperature from TM sensor Landsat satellite images using to date: 31 August 2011 was measured. The results represented five temperature ranges and three residential users, vegetation and barren derived from the city  in which barren land use, residential and vegetation temperature range of 30-36 ° C and 16-22 and 25-26 have occupied the largest area data

منابع و مأخذ:

1. احمدی، محمود؛ عاشورلو، داوود و نارنگی­فرد، مهدی. (1391). تغییرات زمانی- مکانی الگوهای حرارتی و کاربری شهر شیراز با استفاده از داده­های سنجنده ETM+ & TM. سنجش از دور و GIS ایران، سال چهارم، شماره 4،  55-68.

2. احمدی، محمود؛ عاشورلو، داوود و نارنگی­فرد، مهدی. (1394). تحلیل فضایی دمای شهر شیراز در فصول گرم و سرد با بکارگیری تحلیل­های آماری و تصاویر ماهواره­ای. تحقیقات جغرافیایی، دوره 30، شماره 117، 147-160.

3. اسمعیل­پور، نجما و عزیزپور، ملکه. (1388). تغییر کاربری اراضی کشاورزی و افزایش نسبی دمای شهر یزد ناشی از رشد سریع آن، جغرافیا و توسعه­ی ناحیه­ای، سال 7، شماره 12، 37-54.

4. افشار، مژگان. (1388). بررسی و شناخت جزیره حرارتی شهر تهران، مجله سپهر، سال 18، شماره 71، 56-62.

5. امیری، رضا؛ علی­محمدی، عباس و علوی­پناه، سید کاظم. (1386). مطالعه تغییرپذیری فضایی- زمانی حرارت در ارتباط با کاربری/ پوشش زمین در منطقه شهری تبریز با استفاده از داده­های حرارتی و انعکاسی TM و ETM+ لندست، محیط شناسی، سال 33، شماره 43، 107-120.

6. بختیاری، محسن؛ رنگزن، کاظم؛ صابری، عظیم و فتاحی، مهدی. (اردیبهشت 1390). کاربرد سنجش از دور حرارتی در مطالعه­ دمای سطحی زمین شهر اهواز با استفاده از الگوریتم تک پنجره­ای. همایش ملی ژئوماتیک، تهران: سازمان نقشه برداری کشور.

7. بهارلو، ایمان؛ نامداری، سودابه و شکیبا، علیرضا. (اردیبهشت 1390). تأثیر کاربری اراضی و آلاینده مونواکسید کربن بر میزان جزایر حرارتی سطحی تولید شده از داده­های ETM+، همایش ملی ژئوماتیک. تهران: سازمان نقشه برداری کشور.

8. جلال­زاده، زهره؛ ترابی، مسعود و دالکی، احمد. (1387). مقایسه دمای سطحی حاصل از داده‌های میدانی و ماهواره‌ای در خزر جنوبی، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، شماره 65، 110-121.

9. جلیلی، شیدا؛ مرید، سعید و ضیاییان فیروزآبادی، پرویز. (1387). مقایسه عملکرد شاخص­های ماهواره­ای و هواشناسی در پایش خشکسالی، تحقیقات آب و خاک ایران، شماره 1،  139-149.

10. رمضانی، بهمن ودخت­ محمد، مریم. (1389). شناخت محدوده مکانی تشکیل جزیره گرمایی در شهر رشت. پژوهش و برنامه ریزی شهری، سال اول، شماره 1، 49-64.

11. رنجبر سعادت­آبادی، عباس؛ آزادی، مجید و علی اکبری بیدختی، عباسعلی. ( اسفند 1383). شبیه­سازی عددی جزیره گرمایی تهران. نهمین کنفرانس دینامیک شاره­ها، شیراز: دانشگاه شیراز. صص 18-20.

12. رنجبر سعادت­آبادی؛ عباس، آزادی، مجید؛ علی اکبری بیدختی، عباسعلی و صادقی­حسینی، علیرضا. (1384).مطالعة موردی جزیرة گرمایی تهران و شبیه­سازی عددی آن، فیزیک زمینوفضا. شماره 1، 63-78.

13. رنجبر سعادت­آبادی، عباس؛ علی اکبری بیدختی، عباسعلی و صادقی­حسینی، علیرضا. (1384). آثار جزیره گرمایی و شهرنشینی روی وضع هوا و اقلیم محلی درکلان‌شهر تهران بر اساس داده­های مهرآباد و ورامین. محیط­شناسی، سال 32، شماره 39، 59-68.

14. رنگزن، کاظم؛ فیروزی، محمدعلی؛ تقی­زاده، ایوب و مهدی­زاده، رامین. (اردیبهشت1390). تهیه نقشه LST با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، نمونه موردی شهر اهواز. همایش ملی ژئوماتیک. تهران: سازمان نقشه برداری کشور.

15. ساسان­پور، فرزانه؛ ضیاییان، پرویز و بهادری، مریم. (1392). بررسی رابطه کاربری و پوشش اراضی و جزایر حرارتی شهر تهران ، جغرافیا، سال 11، شماره 32،  256-270.

16. شکیبا، علیرضا؛ ضیائیان فیروزآبادی، پرویز؛ عاشورلو، داوود و نامداری، سودابه. (1388). تحلیل رابطه کاربری و پوشش اراضی و جزایر حرارتی شهر تهران، با استفاده از داده­های ETM+. سنجش از دور و GIS ایران، سال اول، شماره 1، 39-56.

17. شمسی­پور، علی­اکبر؛ عزیزی، قاسم؛ کریمی احمدآباد، مصطفی و مقبل، معصومه. (1392). رفتارسنجی الگوهای دمای سطوح فیزیکی مختلف در محیط زیست شهری مطالعه موردی: شهر تهران. جغرافیا و پایداری محیط پژوهشنامه جغرافیایی، سال 3، شماره 6،  67-86.

18. شمسی­پور، علی­اکبر؛ مهدیان ماهفروزی، مجتبی و حسین­پور، زینب. (1391). واکاوی تغییرات مکانی هسته­ی جزیره­ی گرمایی شهر تهران. پژوهش­های جغرافیای طبیعی، سال 44، شماره 3، 127-146.

19. صادقی­نیا، علیرضا علیجانی؛ بهلول ضیائیان، پرویز و خالدی، شهریار. (1392). کاربرد تکنیک­های خود همبستگی فضایی در تحلیل جزیره حرارتی شهر تهران. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال 13، شماره 30، 67-90.

20. عظیمی فریده و تراب­پور، علی. (1388). جزیره حرارتی شهر اهواز و راه­های پیشگیری. سپهر، سال 18، شماره 70، 20-22.

21. علوی­پناه، کاظم؛ احسانی، امیرهوشنگ؛ متین­فر، حمیدرضا؛ رفیعی­امام، عمار و امیری، رضا. (1385). مقایسه محتوای اطلاعاتی باندهای سنجنده TM و ETM+ در محیط­های بیابانی و شهری ایران. پژوهش­های جغرافیایی، شماره 56، 47-64.

22. علی­تبریزی، مریم و قبادی، فرناز. (1388). جزیره گرمایی و تغییرات دمایی شهر تهران. سومین همایش ونمایشگاهتخصصیمهندسیمحیطزیست، انجمنمهندسیمحیطزیست ایران، تهران.

23. غضنفری مقدم، محمد صادق؛ ناصری مقدم، مهیار و میرزایی، ابراهیم. (1387). بررسی تاثیرات جزیره حرارتی مشهد بر روند تغییرات نزولات جوی، دومینهمایشونمایشگاهتخصصیمهندسیمحیطزیست، تهران: دانشگاه تهران.

24. فاطمی، باقر و رضایی، یوسف. (1389). مبانی سنجش از دور. چاپ دوم، تهران: آزاده.

25. فلاح شمسی، سید رشید؛ مجنونی، ابوالفضل و ناظم السادات، سید جعفر. (1388).بررسی اثر تخصیص زمین به فضای سبز بر جزایر گرمایی شهر UHI شیراز با استفاده از فنون سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی. طرح پژوهشی، دانشگاه شیراز.

26. ملک­پور، پیمان و طالعی، محمد. (1390). مدل­سازی ارتباط کاربری- پوشش اراضی وحرارت سطح زمین با استفاده از داده­های سنجنده ASTER. محیط شناسی، سال 37، شماره 58،  29-42.

27. ملک­پور، پیمان؛ طالعی، محمد؛ رضایی، یوسف و خوش گفتار، مهدی. (1389). بررسی درجه حرارت سطح زمین و ارتباط آن با کلاس­های پوشش کاربری زمین شهری با استفاده از داده ی سنجنده ETM+ مطالعه موردی شهر تهران. همایش ژئوماتیک، تهران: سازمان نقشه برداری کشور.

28. موسوی بایگانی، محمد؛ اشرف، بتول؛ فرید حسینی، بتول و میان­آبادی، آمنه. (1391). بررسی جزیره حرارتی شهر مشهد با استفاده از تصاویر ماهواره­ای و نظریه فرکتال. جغرافیاومخاطراتمحیطی، شماره اول، 35- 49.

29. میریعقوب­زاده، میرحسین و قنبرپور، محمدرضا. (1388). بکارگیری داده­های سنجش از دور در برآورد دمای سطح اراضی مطالعه موردی حوزه آبخیز وردین، آذربایجان خاوری. مرتع، سال 3، شماره 4، 723-734.

30. نامداری، سودابه. (1388). استخراج جزایر حرارتی در مناطق شهری با استفاده از تصاویر ماهواره­ای مطالعه موردی شهر تهران. پایان­نامه منتشر نشده کارشناسی­ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده علوم زمین، گروه سنجش از دور و GIS.

31. 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، سال 39، شماره 1، 81-92.

 

31. Amiri, R., Weng, Q.H., 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, No 113, 2606-2617.

32. Artis, D. A., & Carnahan, W. H. (1982). Survey of emissivity  variability in thermography of urban areas. Remote Sensing of Environment, No 12, 313- 329.

33. Dengsheng, Lu., & Qihao, Weng. (2006). Spectral mixture analysis of ASTER images for examining the relationship between urban thermal features and biophysical descriptors in Indianapolis, Indiana.USA, Remote Sensing of Environment, NO. 104, 157-167.

34. Han, JI-Young & Jong-jin Baik. (2008). A Theoretical and Numerical Study of Urban Heat Island–Induced Circulation and Convection, Journal of the atmospheric, Vol 65, 1858-1877.

35. Hawkins, Timothy W., Brazel, Anthony J., Stefanov, William L., Bigler, Wendy., Saffell., & Erinanne, M. (2004). The Role of Rural Variability in Urban Heat Island Determination for Phoenix, Arizona. Journals of Applied Meteorology, Vol 43, 476-486.

36. Holmer, B., & Ingeard E. (1999). urban–rural Vapour pressure differences And their role in the development of urban heat islands. international journal of climatology, No19, 989-1009.

37. http://Earthexplorer.usgs.gov

38. Jiang, Jing., &Tian, Guangjin. (2010). Analysis of the impact of Land use/ Land cover change on Land Surface Temperature with Remote Sensing. Procedia Environmental Sciences, NO. 2, 571–575.

39. Landsat Project Science Office. (2002). Landsat 7 Science Data User’s Handbook URL: http://ltpwww.gsfc.nasa.gov/IAS/handbook/handbook_toc.html.

40. Rouse, J.W., R.H. Haas, J.A. Schell., & D.W. Deering. (1973). Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with ERTS. Third ERTS Symposium, NASA SP-351, 309-317.

41. Sobrino, A., Juan, C., Jiménez-Muñoz. & Leonardo Paolinib. (2004). Land Surface temperature Retrieval from LANDSAT TM 5. Remote Sensing of Environment, No 90, 434-440.

42. Torok, Simon J., Morris, Christopher J.G., Skinner, Carol., & Plummer, Neil. (2001). Urban heat island features of southeast Australian towns. Australian Meteorological Magazine, No 50, 1-13.

43. Vooget J.A., & T.R, Oke. (2003). Thermal remote sensing of urban climates. remote Sensing of Environment, No 86, 370-282.

44. Xiao, j., & Moody, A. (2005). A Comparison of methods for estimating fractional green vegetation cover within a desert-to-upland transition zone in central New Mexico. USA, Remote Sensong of Environment, 98 2-3, 237- 25.

45. Xingping, Wen. Xiaofeng, Yang., & Guangdao, Hu. (2011). Relationship Between Land Cover Ratio and Urban Heat Island from Remote Sensing and Automatic Weather Stations Data. J Indian Soc Remote Sens, NO. 392, 193-201.

46. Xu, Huixi., Chen, Yunhao., Dan, Shangming., & Qiu, Wenxia. (2011). Dynamical Monitoring  and Evaluation Methods to Urban Heat Island Effects Based on RS&GIS. Procedia Environmental Sciences, No 10, 1228-1237.