بررسی رابطه تغییرات زمانی دمای سطح زمین و الگوی فضایی تغییرات کاربری اراضی (مطالعه موردی: شهر زنجان)

نویسندگان
1 هیات علمی دانشگاه زنجان
2 دانشجوی کارشناسی ارشد
چکیده
جایگزینی پوشش‌های گیاهی با آسفالت و بتن و تغییر کاربری‌ اراضی از عوامل اصلی انتشار گرماهای انسان‌ساز به شمار آمده که باعث افزایش دمای محیط‌زیست شهری و منجر به ایجاد جزیره حرارتی شهری می‌شود. یکی از موضوعات اساسی در بررسی و پایش جزایر حرارتی شهری، واکاوی و شناسایی تغییرات زمانی و مکانی آن­ها است که در این رابطه آمار فضایی به‌خوبی توانسته است به این مهم بپردازد. در این پژوهش تلاش شده است تا با استفاده از سنجنده TM ماهواره Landsat5 و سنجنده‌های OLI و TIRS ماهواره Landsat8، تغییرات زمانی و مکانی دمای سطحی شهر زنجان مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور ابتدا تصاویر مربوط به 4 دوره زمانی سال‌های 1987، 1999، 2007 و 2016 گردآوری و سپس با استفاده از الگوریتم پنجره مجزا، داده‌های دمایی موجود در شهر زنجان استخراج گردید. در مرحله بعد با استفاده از آماره خودهمبستگی فضایی موران و شاخص G به تحلیل فضایی داده‌های دما پرداخته شد. براساس نتایج تحقیق مشخص شد که بیشترین مقادیر دمایی در شهر زنجان مربوط به مناطق دارای زمین‌های بایر و کمترین مقادیر در مناطق حاوی پوشش گیاهی، کاربری‌های مرکزی‌ شهر و بافت‌های فرسوده رخ داده است. تحلیل خودهمبستگی فضایی موران در سطح اطمینان 99 درصد نشان داد که داده‌های دمای سطحی شهر زنجان دارای ساختار فضایی بوده و به شکل خوشه‌ای توزیع شده‌اند. نتایج شاخص Gi* نیز نشان داد که در تمامی سال‌های موردمطالعه دمای حداکثر متعلق به زمین‌های بایر بوده است.

کلیدواژه‌ها


جلال‌زاده، زهره؛ ترابی، مسعود و دالکی، احمد (1387) «مقایسه دمای سطح حاصل از داده‌های میدانی و ماهواره‌ای در خزر جنوبی»، پژوهشهای جغرافیای طبیعی، شماره 65، صص 121-110.
جها‌‌‌‌ن‌بخش، سعید؛ زاهی، مجید و ولیزاده کامران، خلیل (1390) «محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از روش سبال و درخت تصمیم‌گیری در محیط GIS و RS در بخش مرکزی منطقه مراغه»،  نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی (دانشگاه تبریز)، شماره 38، صص 42-19.
حاجیلو، مرضیه؛ داداشی، مریم و طیبا، علیرضا (1393) «بررسی رابطه تغییرات دمای سطحی زمین و پوشش گیاهی با تصاویر LANDSAT در شهر اصفهان»، همایش ملی کاربرد مدلهای پیشرفته و تحلیل فضایی (سنجش‌ازدور و GIS) در آمایش سرزمین،دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد.
داداشی‌رودباری، عباسعلی و علی‌آبادی، کاظم (1394) «بررسی تغییرات الگوهای خودهمبستگی فضایی دمای بیشینه ایران»، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال ششم، شماره 21، صص 104-86.
صادقی‌نیا، علیرضا؛ علیجانی، بهلول؛ ضیائیان، پرویز و خالدی، شهریار (1392) «کاربرد تکنیک‌های خود-همبستگی فضایی در تحلیل جزیره حرارتی شهر تهران»، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال 13، شماره 30، صص 90-67.
عسگری، علی (1390) تحلیلهای آمار فضایی با Arc Gis، انتشارات سازمان فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرداری تهران.
علوی پناه، سید کاظم (1382) کاربرد سنجش‌ازدور در علوم زمین (علوم خاک)، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ چهارم.
فاطمی، سید باقر و رضایی، یوسف(1393) مبانی سنجش‌ازدور، انتشارات آزاده، چاپ چهارم.
کلهر، مصطفی، (1387) «اثرات ذرات معلق اتمسفری بر مواد، گیاهان و حیوانات»:
مشروطه، حمید و حسنلو، مهدی (1393) «بررسی رابطه کاربری/پوشش اراضی و جزایر حرارتی شهر کرمان با استفاده از تصاویر لندست 8»، اولین کنفرانس مهندسی فناوری اطلاعات مکانی دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی. دانشکده مهندسی نقشه‌برداری، 29 و 30 دی‌ماه 1393.
میریعقوب­زاده، میرحسین و قنبرپور، محمدرضا (1388) «به‌کارگیری داده‌های سنجش‌ازدور در برآورد دمای سطحی زمین (مطالعه موردی حوزه آبخیز وردین، آذربایجان شرقی)»، نشریه مرتع، دوره 3، شماره 4، صص 734-724.
هاشمی، سیدمحمود و دیناروند، مرتضی (1392) «ارزیابی توزیع مکانی دمای سطح زمین در محیط‌زیست شهری با کاربرد سنجش‌ازدور حرارتی»، نشریه محیط‌شناسی، ش 1، صص 92-81.
 
Alavi Panah, S.K. (1995) “Application of remote sensing in the earth sciences (soil)”, Tehran University Press, 4th edition, Tehran, 2003. [in Persian]
Anselin, L., “Local indicators of spatial association”, LISA. Geogr Anal, Vol. 27(2), pp. 93-115.
Artis, D.A, W.H, Carnahan (1982) “Survey of emissivity variability in thermography of urban areas”, Remote Sensing of Environment, Vol. 12, pp. 313–329.
Asgari, A. (2011) “Spatial statistic analysis with ArcGIS”, Information and Communication Technology Organization of Tehran Municipality Publication, First Edition, Tehran. [in Persian]
Becker, F. and A.L, Li (1995) “Towards a local split window method over land surfaces”, Internatoinal Journal of Remote Sensing, Vol. 11, pp. 369-393.
Chander, G., Markham, B. (2003) “Revised Landsat-5 TM radiometric calibration procedures and postcalibration dynamicranges”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,Vol. 41(11), pp. 2674-2677.
Dadashi Roudbari, A., Aliabadi, K. (2016) “Assessing changes patterns of spatial autocorrelation of maximum temperature of Iran”, Arid Regions Geographic Studies, Vol 6, No 21, pp. 86-104. [in Persian]
Fatemi, S.B., Rezaei, Y. (2014) “Fundamental of remote sensing”, Azadeh Press, 4th edition, Tehran. [in Persian]
Getis A, Ord JK (1992) “The analysis of spatial association by use of distance statistics”, Geogr Anal, Vol. 24(3), pp. 189-206.
Griffith, D. (1987) “Spatial autocorrelation: A primer”, Resource Publication in Geography, Association of American geographers.
Hajilou, M., Dadashi, M., Tayeba, A. (2015) “Survey of relationship between land surface temperature and vegetation using by landsat images in isfahan city”, The conference of advanced models and spatial analysis (Remote Sensing and GIS) in Landuse planning, Azad University of Yazd, 5 March 2015. [in Persian]
Hashemi, M., Alavipanah, K., Dinarvandi, M. (2013) “LST assessment using thermal remote sensing in urban environment”, Journal of Environmental Studies, Vol 39, No 1, pp. 81-92. [in Persian]
Jahanbakhsh, S., Zahedi., M., Valizadeh Kamran, Kh. (2012) “Land surface temperature calculation using SEBAL and decision tree methods based on etm + image in rs, gis environment in the maragheh central region”. Journal Geography and Planning, Vol 16, No 38, pp. 19-42. [in Persian]
Jalalzadeh, Z., Torabi, M., Dalaki, A. (2009) “The Comparison of Sea Surface Temperature by Satellite and Field Data of South Caspian”. Physical Geography Researches, Vol 65, pp. 110-121. [in Persian]
Landsat Project Science Office (2002) “Landsat 7 science data user’s handbook. Available online from following website”, http://ltpwww.gsfc.nasa.gov/IAS/handbook/handbook_toc., Goddard Space Flight Center, NASA, Washington, DC, 2002.
Mashroute, H., Hasanlou, M. (2015) “Survey of relationship between landuse/landcover andland surface Temperature using by Landsat 8 images”, The first conference on spatial Information Technology Engineering at Khaje Nasir Al-Din Tusi University, Faculty of Surveying Engineering, 29-30 January 2015. [in Persian]
Miryaghoubzadehm M.H., ghanbarpour, M.R. (2009) “Application of remotely sensed data for estimating land surface”, Journal of Rangeland, Vol 3, No 4, pp. 723-734.[in Persian]
Moller, j. (2008) “Handbook of spatial statistics”, John Wiley and Sons, chichester.
Morris, C.J, G., Simmonds, I. & Plummer, N., “Quantification of the influences of wind and cloud on the nocturnal urban heat island of a large city”, Journal of Applied Meteorology, Vol. 40, pp. 169-182.
Mustafa, K. “Effects of atmospheric aerosols on materials, plants and animals”, http://airpollutions.persianblog.ir. [in Persian]
Quatrochi, D.A, et al (2000) “A decrision support information system for urban landscape management using thermal infrared data”, photogrammetric engineering and remote sensing, Vol. 66(10), pp. 1195-1207.
Ripley, B.D (1977) “Modelling Spatial Patterns”, Jornal of the Royal Statistical Society, series B (Methodological), pp. 172 – 2120.
Rogerson, P.A (2006) “Statistics methods for geographers: Students guide, SAGE publications”, Los Angeles, California.
Sadeginia, A.R., Alijani, B., Zeaiean Firouzabadi, P., khaledi. (2013) “Application of spatial autocorrelation techniques in analyzing the heat island of tehran”. Journal of Applied researches in Geographical Sciences, Vol 13, No 30, pp. 67-90.[in Persian]
Sobrino, J.A, et al (2004) “Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM 5”, remote sensing of environment, Vol. 90(4), pp. 434-440.
Xian, G., Crane, M. (2006) “An analysis of urban thermal characteristics and associated land cover in Tampabay and Lasvegas using landsat satellite data”, remote sensing of environment, Vol. 104(2), pp.147-156.
Xiao, R., et al (2007) “Spatial pattern of impreviouse surface and their impacts on land surface temperature in beijing, china”, journal of environscience, Vol. 19, pp. 250-256.
Xu, H.Q & Chen, B.Q (2005) “Remote sensing of the urban heat island and its changes in Xiamen City of SE China”, IOS Press, Vol. 16(2), pp. 276-281.