واکاوی و ارزیابی ارتباط بین دمای سطح زمین با کاربری اراضی و شاخص پوشش گیاهی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز خیاوچای، مشگین‌شهر)

نوع مقاله : طرح پژوهشی

نویسندگان

1 *، استاد گروه جغرافیای طبیعی(گرایش ژئومورفولوژی)، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشجوی دکترای گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی

10.22034/gahr.2023.418850.1953

چکیده

از آنجا که تغییرات کاربری اراضی در سطوح وسیع و گسترده صورت می‌گیرد بنابراین تکنولوژی سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سامانه‌های بروز همچون سامانه گوگل ارث انجین ابزاری ضروری، کارآمد و با ارزش جهت پایش تغییرات می‌باشد. بنابراین هدف از این پژوهش واکاوی و ارزیابی ارتباط بین دمای سطح زمین با کاربری اراضی و شاخص پوشش گیاهی در حوضه آبخیز خیاوچای مشگین‌شهر در استان اردبیل می‌باشد. در همین راستا جهت تهیه نقشه‌های کاربری اراضی از تصاویر ماهواره‌ای لندست استفاده گردید. در مرحله بعد با انجام تصحیحات اتمسفری و رادیومتریک اقدام به جمع‌آوری نمونه‌های آموزشی از سطح منطقه انجام شد در همین راستا جهت بالا بردن دقت کار از تصاویر گوگل ارث و بازدید میدانی از منطقه مورد مطالعه نقشه‌های کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه‌بندی ماشین‌بردار پشتیبان (SVM) در 6 کلاس کاربری (مناطق مسکونی، برفی، آبی، مراتع، کشاورزی آبی و دیم) تهیه شد. در گام بعد مقادیر ضریب کاپا و صحت کلی برای سال‌های 1381 و 1401 محاسبه شد که به ترتیب برابر با 89/0، 61/91 و 94/0، 16/94 درصد به‌دست آمد. سپس اقدام به تهیه نقشه‌های شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین حوضه مورد مطالعه در محیط برنامه نویسی گوگل ارث انجین انجام گردید. نتایج نشان داد که میانگین دمای سطح زمین برای ماه خرداد‌ سال 1381 با بیشینه دما 71/38 درجه سانتی‌گراد در قسمت‌های شمالی حوضه خیاو‌چای به وقوع پیوسته است و کمینه دما در نواحی جنوبی با متوسط دمای 87/15 درجه سانتی‌گراد رخ داده است. از طرفی وضعیت میانگین دمای ماه خرداد برای سال 1401 نشان داد که هسته حرارت گرمایی نسبتا در عرض‌های بالا‌تر متمرکز یافته است و این رابطه مستقیمی را با شاخص پوشش گیاهی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Examination and Evaluation of the Assessment between Land Surface, Land Use and Vegetation Index (Case Study: Khiavchai Watershed, Meshginshahr)

نویسندگان [English]

  • Mousa Abedini 1
  • AmirHesam Pasban 2
1 Professor, Department of physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabili, Iran
2 Physical Student Geography, University of Mohaghegh Ardabili
چکیده [English]

Since the land use changes take place on a large and wide scale, remote sensing technology, geographic information system and updated systems such as Google Earth Engine system are essential, efficient and valuable tools for monitoring changes. Therefore, the purpose of this research is to investigate and evaluate the relationship between land surface temperature, land use and vegetation index in Khiauchai watershed, Meshginshahr in Ardabil province. In this regard, Landsat satellite images were used to prepare land use maps. In the next stage, by performing atmospheric and radiometric corrections, training samples from the region were carried out. In this direction, in order to increase the accuracy of the work from Google Earth images and a field visit to the area covered by land use maps using the Support Vector Machine (SVM) classification method in 6 user classes (residential, snow, water, pastures, water and rainfed agriculture) were prepared. In the next step, the values of kappa coefficient and overall accuracy were calculated for the years 2011 and 2011, which were equal to 0.89, 91.61 and 0.94, 94.16% respectively. In the next step, vegetation index maps and ground surface temperature of the studied basin were prepared in the Google Earth Engine programming environment. The results showed that the average temperature of the earth's surface for the month of June 2013 indicated that the maximum temperature with 38.71 degrees Celsius occurred in the northern parts of Khiavchai basin and the minimum temperature occurred in the southern areas with an average temperature of 15.87 degrees Celsius. . On the other hand, the average temperature of June 1401 showed that the thermal core is relatively concentrated in higher latitudes and this shows a direct relationship with the vegetation index.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Earth Surface Temperature
  • Land Use
  • Vegetation Index
  • Khiavchai Watershed
  • اکبری، ا.، ابراهیمی، م.، نژادسلیمانی، ح.، فیضی‌زاده، ب. 1394. ارزیابی دمای سطح زمین در ارتباط با روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای مطالعه موردی: حوضه آبخیز طالقان، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 26(4): 170-151.
  • موسوی، س. ع.، فرح پور، م.، شکری، م.، سلیمانی، ک.، گودرزی، م.، ۱۳8۵. بررسی روند تغییرات، انبوهی پوشش گیاهی در قسمتی از حوضه سد لار در یک دوره ۲۵ ساله با استفاده تلفیقی از GIS و RS، تحقیقات مرتع و بیابان ایران، دوره ۱۳، شماره ۳، ص 200-186.
  • عبدالعلی‌زاده، ز.، ۱۳8۹. بررسی تغییرات پوشش سطح زمین طی سه دهه گذشته (سال‌های 1382-1354) و پیش‌بینی وضعیت آینده با استفاده از GIS و RS در منطقه سبزکوه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، رشته مرتع‌داری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه شهرکرد، 8۵ ص.
  • رضایی مقدم، م. ح.، ولی زاده، خ.، اندریانی، ص.، الماس پور، ف.، 1395. تعیین بهترین الگوریتم استخراج کاربری و پوشش اراضی و کشف تغییرات از تصاویر ماهواره‌ای لندست، حوضه صوفه چای، مراغه، سال 16، شماره 55، ص 85-65.
  • انتظاری، ع.، امیراحمدی، ا.، علی‌آبادی، ک.، خسرویان، م.، ابراهیمی، م. 1395. پایش دمای سطح زمین و ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز دریاچه پریشان)، هیدروژئومورفولوژی، 8: 139-113.
  • جمالی، ز.، اونق، م.، سلمان ماهینی، ع. 1398. تحلیل ارتباط دمای سطح زمین با کاربری اراضی و شاخص اختلاف گیاهی نرمال‌شده در دشت گرگان، برنامه‌ریزی و آمایش فضا، 23(3): 194.175.
  • درویشی، ش.، رشیدپور، م.، سلیمانی، ک. 1398. بررسی ارتباط تغییرات کاربری اراضی با دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای مطالعه موردی: شهرستان مریوان، جغرافیا و توسعه، 54: 162-143.
  • شیخی، ح.، ملک‌محمدی، ر. 1402. بررسی تغییرات کاربری اراضی بر الگوهای زمانی مکانی دمای سطح زمین در اراضی شهری با استفاده از داده‌های سنجش از دور و GIS (مطالعه موردی: شهر ایلام)، آمایش سرزمین، 15(1): 186-165.
  • عابدینی، م.، محمدزاده شیشه­گران، م.، قلعه، ا (1401) پایش و برآورد وسعت مناطق دچار حریق بخشی از کوهستان زاگرس با استفاده از تصاویر ماهواره لندست. نشریه جغرافیا و برنامه ریزی محیطی. سال 33 ، پیاپی 88 ، شماره 4، زمستان 1401 ، صص62 -49.
  • عابدینی، م.، صادقی، ا.، آقازاده، ن.، پاسبان، ا. ح. 1401. پایش دمای سطح زمین در رابطه با تغییرات کاربری اراضی مطالعه موردی: حوضه صوفی‌چای مراغه، جغرافیا و مطالعات شهری و منطقه‌ای، https://ges.iauiau.ir/article_697635.html .
  • عابدینی، م.، قلعه، ا.، آقازاده، ن.، محمدزاده‌شیشه گران، م. 1401. پایش دمای سطح زمین و بررسی رابطه کاربری اراضی با دمای سطح با استفاده از تصاویر سنجنده OLI و TM، مطالعه موردی شهرستان مشگین‌شهر، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 22(67): 393-375.
  • عبیات، م.، ملکی، س.، عبیات، م.، عبیات، م. 1402. ارزیابی اثر تغییرات کاربری بر الگوی مکانی زمانی دمای سطح زمین و جزایر حرارتی در شهر اهواز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، پژوهش‌های جغرافیای انسانی، 55(2)، 61-39.
  • عیسی‌زاده، و.، آسیایی، ش.، عیسی‌زاده، ا. 1399. بررسی پایش دمای سطح زمین با استفاده تصاویر لندست 8 و الگوریتم‌های تک کاناله و پنجره مجزا (منطقه مورد مطالعه: شهرستان دزفول)، جغرافیا و روابط انسانی، 3(3): 25-8.
  • کوشش‌وطن، م.ع.، اصغری‌زمانی، ا. 1400. مطالعه دمای سطح زمین شهر تبریز در رابطه با کاربری اراضی با استفادهاز تصویر لندست 8، پژوهش‌های جغرافیای اقتصادی، 2(3): 58-49.
  • محمدی، ع.، خدابنده‌لو، ب.، بابایی، پ. 1400. ارزیابی تغییرات دمایی کاربری اراضی شهر زنجان در بازه زمانی 2013 تا 2019 با استفاده از مقایسه الگوریتم‌های برآورد دمای سطح زمین، آمایش جغرافیایی فضا، 11(41): 144-127.
  • Bai, Y., Deng, X., Jiang, S., Zhang, Q., Wang, Z.2018. Exploring the relationship between urbanisation and urban eco-efficiency: Evidence from prefecture-level cities in China. J. Clean. Prod, 195, 1487–1496.
  • Congalton, R. G., Green, K., 1999. Assessing the accuracy of remotely sensed data principles and practices, Boca Raton: Lewis Publications.
  • Imran, H. M., Hossain, A., Islam, A. K. M., Rahman, A., Bhuiyan, M. A. E., Paul, S., & Alam, A. 2021. Impact of land cover changes on land surface temperature and human thermal comfort in Dhaka City of Bangladesh, Earth Systems and Environment, 5(3): 667-693.
  • Mahato, S., Pal, S. 2018. Changing land surface temperature of a rural Rarh tract river basin of India. Remote Sens. Appl. Soc. Environ, 10, 209–223.
  • Mohammad, P., Goswami, A., Bonafoni, S. 2019. The impact of the land cover dynamics on surface urban heat island variations in semi-arid cities: A case study in Ahmedabad City, India, using multi-sensor/source data. Sensors, 19, 3701.
  • Nasir, M. J, Ahmad, W. Iqbal, J, Ahmad, B., Abdo, H. G., Hamdi, R., and Bateni, S. M. 2022. Effect of the Urban Land Use Dynamics on Land Surface Temperature: A Case Study of Kohat City in Pakistan for the Period 1998–2018. Earth Systems and Environment, 6 (1): 237-248.
  • Nonomura, A, Kitahara, M, Masuda, T. 2009. Impact of land use and land cover changes on the ambient temperature in a middle scale city, Takamatsu, in Southwest Japan. Journal of environmental management, 90(11): 3297-3304.
  • Ranagalage, M., Estoque, R.C., Zhang, X., Murayama, Y. 2018. Spatial changes of urban heat island formation in the Colombo District, Sri Lanka: Implications for sustainability planning. Sustainability, 10, 1367.
  • Traore, M., Lee, M. S., Rasul, A., and Balew, A, 2021. Assessment of land use/land cover changes and their impacts on land surface temperature in Bangui (the capital of Central African Republic). Environmental Challenges, 4, 100114.

United Nations Department of Economic and Social Affairs. World Urbanization Prospects: The 2020 Revision, Methodology; Working