22.ارزیابی تأثیر توسعه شهری و روستایی و تغییرات کاربری زمین بر دمای سطح (LST) شهر و روستا با استفاده از تصاویر لندست بازه سال 2003 تا 2023 منطقه موردی شهرستان اصلاندوز

ملکی معصوم آباد, لطف اله; محمدزاده شیشه گران, مریم

22.ارزیابی تأثیر توسعه شهری و روستایی و تغییرات کاربری زمین بر دمای سطح (LST) شهر و روستا با استفاده از تصاویر لندست بازه سال 2003 تا 2023 منطقه موردی شهرستان اصلاندوز

نوع مقاله : مقاله مستخرج از طرح پژوهشی

نویسندگان

لطف اله ملکی معصوم آباد ¹ ^¶

مریم محمدزاده شیشه گران ²

¹ استادیار گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل ایران

² دانشجوی دکتری جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

زمینه و هدف: حرارت سطح زمین یکی از شاخص‌های کلیدی در ارزیابی تعادل انرژی زمین در مقیاس منطقه‌ای و جهانی به شمار می‌رود. با توجه به محدودیت داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی، استفاده از داده‌های سنجش از دور به عنوان روشی کاآمد برایبرآورد سطح زمین اهمیت فراوانی دارد. هدف اصلی از این تحقیق پایش دمای سطح زمین و تغییرات کاربری و توسعه شهری با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست سال 2003 و 2023 با استفاده از نرمافزار ENVI پردازش‌های لازم انجام شد.نقشه کاربری اراضی 20ساله نشان داد که توسعه شهری بسیار مشهود در کل شهرستان اصلاندوز مشاهده شد. اگر این توسعه از آسیب به محیط زیست و جنگل جلوگیری کند مثبت خواهد بود.
روش شناسی: در این مطالعه، از تصاویر ماهواره لندست مربوط به سال های ۲۰۰۳ و ۲۰۲۳ برای بررسی و امکان سنجی استفاده از انرژی تابشی خورشید استفاده شد. برای انجام محاسبات با استفاده از نرم افزار ArcGIS جهت تهیه نقشه ها، از نرم افزار ENVI استفاده شد. یکی از کاربردهای تصاویر حرارتی، تهیه نقشه های حرارتی برای تعیین مناطق هم دما است.
نتایج و یافته‌ها: نتایج نقشه حرارت سطح زمین نشان داد که دمای سطح زمین در شهرستان اصلاندوز به طور چشمگیری افزایش داشته است به طوری که در سال 2003 دمای سطح زمین 49/42 این رقم در سال 2023 به 92/49 افزایش یافته است. نتایج ادغام نقشه کاربری اراضی و دمای سطح زمین نشان داد که کمترین دما را در هر دو سال کاربری آب و جنگل به خود اختصاص می‌دهد که علت آن رطوبت بالا می‌باشد و کاربری خاک و منطقه مسکونی دارای بالاترین دما می‌باشد. میانگین دمای کاربری خاک از 42.09 درجه سلسیوس در سال 2003 به 49.86 درجه سلسیوس در سال 2023 و میانگین دمای کاربری مسکونی از 42.57 درجه سلسیوس در سال 2003 به بیش از 49.57 درجه سلسیوس در سال 2023 افزایش یافته است. این افزایش قابل توجه دما عمدتاً ناشی از کاهش پوشش گیاهی و کاهش تبخیر و تعرق در این مناطق است که منجر به افزایش دمای سطحی شده است.

کلیدواژه‌ها

طبقه‌بندی شی گرا

دمای سطح زمین

کاربری اراضی

تصاویر لندست

اصلاندوز

موضوعات

برنامه ریزی روستایی

عنوان مقاله English

Assessing the impact of urban and rural development and land use changes on urban and rural surface temperatures (LST) using Landsat images from 2003 to 2023, case study area of Aslandoz Township

نویسندگان English

Lotfollah Maleki Masoomabad ¹

Maryam Mohammadzadeh Shishehgaean ²

¹ Assistant Professor, Department of Geography and Urban Planning, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

² PhD student in Geography and Urban Planning, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

چکیده English

Background and Objective: Land surface temperature is a fundamental indicator in monitoring energy balance models at the land surface at regional and global scales. Given the limitations of meteorological stations, remote sensing can be a suitable alternative for estimating land surface temperature. The main objective of this research is to monitor land surface temperature and land use changes and urban development using satellite images from 2003 and 2023. The results of the 20-year land use map showed that very visible urban development was observed throughout the entire Aslandoz Township. If this development is done with minimizing damage to the environment and forests, it will be very positive.
Methodology: In this study, Landsat satellite images from 2003 and 2023 were used to investigate and assess the feasibility of using solar radiation energy. ENVI software was used to perform calculations using ArcGIS software to prepare maps. One of the applications of thermal images is to prepare thermal maps to determine isothermal zones.
Results and Findings: The results of the LST map showed that the land surface temperature in Aslandoz Township has increased significantly, so that in 2003 the land surface temperature was 42.49, and in 2023 this figure has increased to 49.92. The results of the integration of land use maps and land surface temperature showed that the lowest temperature in both years was attributed to water and forest use, which is due to high humidity, and the highest temperature was attributed to soil and residential use. Soil use in 2003 was 42.09 and in 2023 was 49.86, and residential use in 2003 was 42.57, and in 2023 the highest value for residential use was 42.57, which is a significant figure. The reason for this very high temperature and the difference in use is that if an area is devoid of vegetation or has sparse coverage, evaporation and transpiration are low and the temperature increases.

کلیدواژه‌ها English

Object-oriented classification

landsurface temperature

landuse

Landsatimages

Aslandoz

Ahmadi, M., Ashurlu, D., and Narangi Fard, M., 2012, Temporal-spatial changes of thermal and applied patterns of Shiraz city using TM and ETM measuring data. Remote sensing and GIS of Iran, 4(4): 55_68.

Akbari, E., Ebrahimi, M., Fiezizadeh, B., and Nezhadsoleimani, H., 2016, Evaluating Land Surface Temperature related to the Land use Change Detection by Satellite Image (Case study: Taleghan Basin). Geography and Environmental Planning, 26(4): 151-170.

Alavi Panah, K., 2009, Thermal Remote Sensing and its Application in Earth Sciences. Second Edition, Tehran, University of Tehran Press.

Arekhi, S. (2025). Prediction of land use changes using multi-temporal images and CA-MARKOV model (Case study: Gorgan City). Journal of Sustainable Urban & Regional Development Studies (JSURDS), 6(3), 121-138.

Amini Bazyani, S., Zare Abyaneh, H., and Akbari, M., 2014, Estimation of Surface Temperature and Cropping Intensity in Hamedan Province Using Remote Sensing Data. Physical Geography Research Quarterly, 46(3): 333-348.

Asghari, S., and Emami, H., 2019, Monitoring the earth surface temperature and relationship land use with surface temperature using of OLI and TIRS Image. Researches in Geographical Sciences, 19(53): 195-215.

Ashraf, B., Faridbhosseini, A., and Mianabadi, A., 2012, The Investigation of Mashhad’s Heat Island Using Satellite Images and Applying Fractal Theory. GEOGRAPHY AND ENVIRONMENTAL HAZARDS, 1(1): 35-48.

Chen, Q.J., Ren, Z. and Li, C.Ni. 2009 Urban Heat Island Effect Research in Chengdu City

Based on MODIS Data In Proceedings of 3rd International Bioinformatics and Beijing, China, 11-13 June, 1-5

Darvishi, S., rashidpour, M., and soleimani, K., 2019, Analysis of Land Use Role in the Formation of Thermal Islets of Marivan County Using Landsat Satellite Images. Geography and Development Iranian Journal, 17(54): 143-162.

Darvishi, S., Soleimani, K., and Rashidpour, M., 2019, Impact of vegetation indices and urban surface characteristics on land surface temperature changes (Case study: Sanandaj city). Journal of RS and GIS for Natural Resources, 10(1): 17-35.

Faizizadeh, B., and Hilali, H., 2010. Comparison of base pixel, object-oriented and effective parameters in land use coverage classification in West Azarbaijan Province. Geographical Research Journal, 71: 73_84.

Farhanj, F., and Akhoondzadeh, M., 2017, Fusion of _8 Thermal Infrared and Visible Bands with Multi-Resolution Analysis Contour let Methods. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 77-81.

Ghodousi,V. , Nazmfar,H. and Rahmati,M. (2025). Land use changes and simulation of urban growth and development (Case study: Ardabil city). Journal of Sustainable Urban & Regional Development Studies (JSURDS), 6(3), 168-185.

Kakeh Mami, A., Ghorbani, A., Kayvan Behjoo, F., and Mirzaei Mosivand, A., 2017, Comparison of visual and digital interpretation methods of land use/cover mapping in Ardabil province. Journal of RS and GIS for Natural Resources, 8(3): 121-134.

Karenia, C.NS.G., 2016, spatial Geotechnologies and Gis tools for urban planners applied to the Analysis of urban heat island case caracas citevenezuela. 9th lnternational Conference on Urban Climate jointly with 12 th symposium on the urban Environment, 1-5.

Kaviani, A., Sohrabi, T., and Daneshkar Araste, P., 2013, Estimation of land surface temperature using NDVI in MODIS and Landsat ETM+ imageries. Journal of Agricultural Meteorology, 1(1): 14-25.

Lu, D., and Weng, Q., 2008, A survey of image classification methods and techniques for improving classification performance.

Moradi, M., Salahi, B., and Masoodian, S., 2016, Analysis of land surface temperature gradient of Iran using MODIS Terra and Aqua data. Physical Geography Research Quarterly, 48(4): 517-532.

Oke, T.R. 1973. City size and the urban heat island. Atmospheric Environment 7: pp.769-779

Parvar, Z and Shayesteh, K. (2017). Predicting urban change and development trends using multi-temporal satellite images and geographic information system (case study: Bojnourd city). Environment, 43(3), 513-527.

doi: 10.22059/jes.2017.225385.1007382.

Pijanowski, B.C., Brown, D.G., Shellito, B.A., and Manik, G.A., 2002, Using neural networks and GIS to forecast land use change; A Land Transformation Model. Computers Environment and Urban Systems, 26: 553-575.

Ronald, C., Estoque, M., and Yuji, M., 2017, Effects of landscape Composition and pattern on land surface temperature An urban heat island study in the megacities of Southeast Asia. National Library of Medicine, 15(577): 349-359.

Rozensten, O., Qin, Z., Derimian, Y., and Karnieli, A., 2014, Derivation of land surface temperature for landsat – 8 TIRS using a split window algorithm. Sensor, 4(14): 5768-5780.

Sobrino, A., Juan, C., Jimenez-Munoz. Leonardo Paolinib, (2014). Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM 5. Remote Sensing of Environment, 90:pp. 434-440.

Sorapipatana, C. and Exell, R. H. B. 1989. Mesoscale mapping of daily insolation over Southest Asia from satellite data. Solar and wind technology. 6 (1): 59-69.

Sharghi Z, Basiri M, Faramarzi Asl M. (2025). Investigating the process of physical development of the new city of Sahand using Landsat satellite image. jgs. 25(79),
URL: http://jgs.khu.ac.ir/article-1-4199-fa.html.

Shekh ahe eslami, A., noruzi, M. and Ahmadi, A. (2021). An analysis of the physical expansion of Kermanshah using Landsat satellite images. Geography and Human Relationships, 3(3), 149-167.

doi: 20.1001.1.26453851.1399.3.3.11.0

Shi, Y., Katzschner, L., Ng, E., 2017, Modelling the fine- scale spatiotemporal pattern of urban heat island effect using land use regression approach in a megacity. Science of the Total Environment, 618(15): 891-904.

Shekh ahe eslami, A. , noruzi, M. and Ahmadi, A. (2021). An analysis of the physical expansion of Kermanshah using Landsat satellite images. Geography and Human Relationships, 3(3), 149-167

Valizadeh Kamran, K., Gholamnia, K., Eynali, G., and Moosavi, M., 2017, Estimation land surface temperature and extract heat islands using split window algorithm and multivariate regression analysis (Case Study of Zanjan). Research and urban planning, 8(30), 35-50.

Wang, Y., Ch, B., Hu, s.w., Myint, Ch., feng, Ch., Chow, W.T.L., and Passy, P.F., 2018, Patterns of land change and their potential impacts on land surface temperature change in Yangon Myanmar. Science of the Total Environment, 643: 738-750.

Zhong, X., Huo, X., Ren, C., Labed, J., and Li, Z, L., 2016, Retrieving Land surface temperature from hyperspectral thermal infrared data using a multi-channel method. Sensors, l5(16): 671-687.