تجزیه و تحلیل دمای سطح زمین و ارتباط آن با شاخص‌های طیفی با استفاده از داده‌های سنجش ازدور (مطالعه موردی: شهرستان فیروزکوه)

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسنده

دانشجوی دکتری گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

چکیده
زمینه و هدف: در این پژوهش، با هدف بررسی روند تغییرات کاربری زمین، پوشش گیاهی و دمای سطح زمین (LST) طی بازه زمانی یک دهه گذشته (2013–2024) در شهرستان فیروزکوه، از ترکیب داده‌های سنجش از دور، سامانه Google Earth Engine (GEE)، تحلیل‌های آماری و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شد.
روش‌شناسی:GEE به عنوان یک پلتفرم پردازش ابری قدرتمند، امکان دسترسی به مجموعه‌ای وسیع از داده‌های ماهواره‌ای نظیر MODIS و Landsat را فراهم کرده و ابزارهای متنوعی را برای تحلیل‌های مکانی-زمانی در اختیار قرار می‌دهد. برای تولید نقشه‌های دمای سطح زمین، از محصول MOD11A2.061 سنجنده MODIS استفاده شد و نقشه‌های سالانه و میانگین ده‌ساله LST استخراج گردید. نتایج حاکی از افزایش دمای سطح زمین در برخی نواحی، به‌ویژه در اطراف مناطق شهری و اراضی کشاورزی بود. همچنین، برای ارزیابی تغییرات پوشش گیاهی از شاخص NDVI استخراج‌شده از تصاویر Landsat و MODIS بهره گرفته شد و با استفاده از نرم‌افزار SPSS، تحلیل همبستگی بین NDVI و LST انجام گرفت.
نتایج و یافته‌ها: نتایج این تحلیل‌ها نشان داد که در اغلب نواحی، رابطه معکوسی بین NDVI و LST وجود دارد، به‌طوری‌که نواحی با پوشش گیاهی متراکم‌تر، دمای سطح کمتری را تجربه کرده‌اند که این امر بیانگر نقش مهم پوشش گیاهی در کاهش گرمای سطح زمین از طریق فرآیند تبخیر-تعریق و سایه‌اندازی است. در ادامه، نقشه‌های پهنه‌بندی و تحلیل‌های فضایی با بهره‌گیری از نرم‌افزارهای ArcGIS،Excel و SPSS انجام شد و مناطق بحرانی از نظر کاهش پوشش گیاهی یا افزایش دما شناسایی گردید. در پایان، پیشنهاد می‌شود در مطالعات آتی، شاخص‌های تکمیلی نظیرVCI، TCI و VHI برای تحلیل دقیق‌تر خشکسالی و سلامت پوشش گیاهی به کار گرفته شوند. همچنین استفاده از داده‌های با تفکیک مکانی بالاتر مانند Sentinel-2 و الگوریتم‌های یادگیری ماشین نظیرRandom Forest یا SVM در محیط GEE می‌تواند موجب بهبود دقت تحلیل‌ها و شناسایی دقیق‌تر الگوهای پیچیده محیطی گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Analyzing Land Surface Temperature and Its Relationship with Spectral Indices Using Remote Sensing Data (A Case Study of Firouzkouh County)

نویسنده English

Zahra Sharifi
Ph.D. Student, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده English

Background and Objective: In this study, a combination of remote sensing data, the Google Earth Engine (GEE) platform, statistical analyses, and Geographic Information System (GIS) was used to examine the trends in land use/land cover changes, vegetation cover, and land surface temperature (LST) over the past decade (2013–2024) in Firouzkouh County.
Methodology: Google Earth Engine (GEE), as a powerful cloud-based processing platform, provides access to a wide range of satellite datasets such as MODIS and Landsat, along with various tools for spatio-temporal analysis. To generate land surface temperature (LST) maps, the MODIS MOD11A2.061 product was used, and annual as well as decadal average LST maps were extracted. The results indicated an increase in land surface temperature in certain areas, particularly around urban zones and agricultural lands. Additionally, to assess changes in vegetation cover, the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) derived from Landsat and MODIS imagery was utilized. Correlation analysis between NDVI and LST was conducted using SPSS software.
Results and Findings: The results of these analyses revealed a generally inverse relationship between NDVI and LST across most areas; regions with denser vegetation cover experienced lower land surface temperatures. This finding highlights the significant role of vegetation in mitigating surface heat through processes such as evapotranspiration and shading. Subsequently, zonation maps and spatial analyses were conducted using ArcGIS, Excel, and SPSS software, allowing for the identification of critical areas experiencing either vegetation decline or temperature increase. It is recommended that future studies incorporate additional indices such as the Vegetation Condition Index (VCI), Temperature Condition Index (TCI), and Vegetation Health Index (VHI) for a more detailed assessment of drought and vegetation health. Furthermore, the use of higher spatial resolution data, such as Sentinel-2 imagery, along with machine learning algorithms like Random Forest or Support Vector Machine (SVM) within the GEE environment, can enhance the accuracy of analyses and facilitate more precise identification of complex environmental patterns.

کلیدواژه‌ها English

Google Earth Engine
LST
Spectral Indices
Land Use
Firuzkooh

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 17 فروردین 1404
  • تاریخ بازنگری 02 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 07 خرداد 1404
  • تاریخ اولین انتشار 09 تیر 1404
  • تاریخ انتشار 01 آذر 1404