بررسی ارتباط شاخص‌های پوشش گیاهی NDVI و EVI با دمای سطح زمین در شهر تهران

نوربخش, مهرداد; نظری نژاد, امیر

بررسی ارتباط شاخص‌های پوشش گیاهی NDVI و EVI با دمای سطح زمین در شهر تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ مدیر عامل شرکت نقشه برداری البرز پیمایش طرح و تدبیر

² کارشناس ارشد GIS، دانشگاه آزاد رامسر

چکیده

شهرها به دلیل این که محل اصلی تجمع انسان‌ها هستند، به یکی از کانون‌های اصلی برای انجام تحقیق تبدیل شدند. یکی از مشکلاتی که امروز گریبانگیر شهر و به‌خصو شهرهای بزرگ شده است، پدیده جزیره حرارتی شهر است. موارد زیادی در تغییرات فضایی جزیره حرارتی نقش دارد که از جمله آنها فعالیت‌های انسانی و تغییر در پوشش سطح زمین است که اغلب به کاهش فضای سبز می‌انجامد. شاخص‌های پوشش گیاهی متعددی توسعه داده شده است که در این تحقیق شاخص‌های NDVI و EVI مورد بررسی قرار گرفتند. دمای سطح زمین برای تاریخ 27 مرداد 1400 با استفاده از الگوریتم تک‌کانال از تصاویر لندست بازیابی و شاخص‌های مذکور برای تاریخ فوق استخراج شدند. نتایج نشان داد که بیشتر سطح شهر را طبقه دمایی 305-310 درجه کلوین پوشش داده است. با مقایسه شاخص‌ها و دمای سطح زمین مشخص شد که دمای سطح زمین و پوشش گیاهی رابطه عکس دارند، به‌گونه‌ای که در جنوب و شرق دما پایین‌تر و پوشش‌گیاهی بیشتر؛ اما این موضوع برای جنوب و غرب عکس این قضیه است. همچنین، رابطه بین دمای سطح زمین و شاخص EVI برابر با 23.31- درصد بود و رابطه آن با شاخص NDVI در حدود 24- درصد بود؛ این موضوع بیانگر این است که این دو شاخص با اختلافی جزئی شبیه به‌هم هستند.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.26453851.1401.5.1.12.1

عنوان مقاله [English]

Investigation of the relationship between NDVI and EVI vegetation indices and land surface temperature in Tehran

نویسندگان [English]

Mehrdad Noorbakhsh ¹
Amir Nazari Nejad ²

¹ CEO of Alborz Tarh &amp;amp;amp; Tadbir Surveying Company

² Master of GIS, Ramsar Azad University

چکیده [English]

Cities became one of the main centers for research because they are the main gathering place for human beings. One of the problems that plagues the city today, especially large cities, is the phenomenon of the city's thermal island. There are many factors involved in the spatial changes of a thermal island, including human activities and changes in land cover, which often lead to a reduction in green space. Numerous vegetation indices have been developed and in this study, NDVI and EVI indices were examined. Land surface temperature for August 18, 2021 was retrieved from Landsat images using one-channel algorithm and the above indicators for the above date were extracted. The results showed that most of the city is covered by a temperature class of 305-310 degrees Kelvin. By comparing the indices and the land surface temperature, it was found that the land surface temperature and the vegetation have an inverse relationship, so that in the south and east the temperature is lower and the vegetation is higher; but for the South and the West, the opposite is true. Also, the relationship between land surface temperature and EVI index was -23.31% and its relationship with NDVI index was about -24%; this indicates that the two indicators are similar with a slight difference.

کلیدواژه‌ها [English]

Land surface temperature
Tehran
Single Channel Algorithm
EVI
LST

مراجع

ولی، عباسعلی.، رنجبر، ابوالفضل.، مکرم، مرضیه و تاری پناه، فریده. (1398). بررسی رابطه بین دمای سطح زمین، ویژگی های جغرافیایی و محیطی و شاخص های بیوفیزیکی با استفاده از تصاویر لندست. سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی, 10(3), 35-58.‎
ابراهیمی، علی.، معتمدوزیری، ّبهارک.، ناظم السادات، سید محمد جعفر و احمدی، حسن. (1399). بررسی رابطه بین دمای سطح زمین با تغییرات پوشش گیاهی و گستره آبی در شهرستان ارسنجان، ایران. سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی, 11(4), 65-86.‎
مرتضوی اصل، سید کامیار.، سعیدی رضوانی، نوید.، رضایی و محمود. (1400). تاثیر کاربری اراضی بر پراکنش فضایی جزایر خنک در شهر تهران. فصلنامه مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی. 2 (6)، 33-50.
Liu, H., & Weng, Q. (2009). Scaling effect on the relationship between landscape pattern and land surface temperature. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 75(3), 291-304.
Feng, Y., Wang, X., Du, W., Liu, J., & Li, Y. (2019). Spatiotemporal characteristics and driving forces of urban sprawl in China during 2003–2017. Journal of Cleaner Production, 241, 118061.
Ferreira, L. S., & Duarte, D. H. S. (2019). Exploring the relationship between urban form, land surface temperature and vegetation indices in a subtropical megacity. Urban Climate, 27, 105-123.
Guha, S., & Govil, H. (2020). Seasonal impact on the relationship between land surface temperature and normalized difference vegetation index in an urban landscape. Geocarto International, 1-21.
Guo, A., Yang, J., Sun, W., Xiao, X., Cecilia, J. X., Jin, C., & Li, X. (2020). Impact of urban morphology and landscape characteristics on spatiotemporal heterogeneity of land surface temperature. Sustainable Cities and Society, 63, 102443.
Hao, X., Li, W., & Deng, H. (2016). The oasis effect and summer temperature rise in arid regions-case study in Tarim Basin. Scientific reports, 6(1), 1-9.
Hashemi Darebadami, S., Darvishi Boloorani, A., AlaviPanah, S. K., Maleki, M., & Bayat, R. (2019). Investigation of changes in surface urban heat-island (SUHI) in day and night using multi-temporal MODIS sensor data products (Case Study: Tehran metropolitan). Journal of Applied researches in Geographical Sciences, 19(52), 113-128.
Jiménez-Muñoz, J. C., Sobrino, J. A., Skoković, D., Mattar, C., & Cristóbal, J. (2014). Land surface temperature retrieval methods from Landsat-8 thermal infrared sensor data. IEEE Geoscience and remote sensing letters, 11(10), 1840-1843.
Khoshnoodmotlagh, S., Daneshi, A., Gharari, S., Verrelst, J., Mirzaei, M., & Omrani, H. (2021). Urban morphology detection and it's linking with land surface temperature: A case study for Tehran Metropolis, Iran. Sustainable Cities and Society, 74, 103228.
Maleki, M., Ahmadi, Z., & Dosti, R. (2019). Kermanshah land surface temperature changes in during 1393-1397 periods. Geography and Human Relationships, 2(3), 309-319.
MALEKI, M., TAVAKKOLI-SABOUR, S-M., & JAVAN, F. (2018). Analysis of the Effects of Dam Construction on Vegetation of Peripheral Areas in Different Heights and Slopes. Case: Sulayman Shah and Gushan Dam.
Mensah, C., Atayi, J., Kabo-Bah, A. T., Švik, M., Acheampong, D., Kyere-Boateng, R., ... & Marek, M. V. (2020). Impact of urban land cover change on the garden city status and land surface temperature of Kumasi. Cogent Environmental Science, 6(1), 1787738.
Mukherjee, F., & Singh, D. (2020). Assessing land use–land cover change and its impact on land surface temperature using LANDSAT data: A comparison of two urban areas in India. Earth Systems and Environment, 4(2), 385-407.
Mwangi, P. W., Karanja, F. N., & Kamau, P. K. (2018). Analysis of the relationship between land surface temperature and vegetation and built-up indices in upper-hill, Nairobi. Journal of Geoscience and Environment Protection, 6(1), 1-16.
Qiao, Z., Liu, L., Qin, Y., Xu, X., Wang, B., & Liu, Z. (2020). The impact of urban renewal on land surface temperature changes: a case study in the main city of Guangzhou, China. Remote Sensing, 12(5), 794.
Solangi, G. S., Siyal, A. A., & Siyal, P. (2019). Spatiotemporal dynamics of land surface temperature and its impact on the vegetation. Civil Engineering Journal, 5(8), 1753-1763.
Tomlinson, C. J., Chapman, L., Thornes, J. E., & Baker, C. (2011). Remote sensing land surface temperature for meteorology and climatology: A review. Meteorological Applications, 18(3), 296-306.
Wu, C., Li, J., Wang, C., Song, C., Chen, Y., Finka, M., & La Rosa, D. (2019). Understanding the relationship between urban blue infrastructure and land surface temperature. Science of the Total Environment, 694, 133742.
Zhang, X., Zhong, T., Feng, X., & Wang, K. (2009). Estimation of the relationship between vegetation patches and urban land surface temperature with remote sensing. International Journal of Remote Sensing, 30(8), 2105-2118.
Zhao, C., Jensen, J., Weng, Q., & Weaver, R. (2018). A geographically weighted regression analysis of the underlying factors related to the surface urban heat island phenomenon. Remote Sensing, 10(9), 1428.