تأثیر تغییرات محیطی تالاب میقان بر دمای سطح زمین نواحی پیرامونی با استفاده از داده های ماهواره لندست

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تغییرات آب و هوایی، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز

2 استاد گروه آب و هواشناسی، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز

3 استادیار گروه آب و هواشناسی، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز

چکیده

تالاب­ ها یکی از مهم‌ترین پهنه ­های آبی مؤثر در تعدیل شرایط آب و هوایی نواحی پیرامونی و همچنین یکی از شکننده ­ترین پدیده­ های طبیعی به شمار می ­رود. بنابراین پایش تغییرات محیط پیرامونی تالاب­ ها بسیار اهمیت دارد. هدف از این تحقیق، پایش تغییرات کاربری اراضی، شاخص بهنجار شده پوشش گیاهی و الگوهای دمایی سطح زمین در نواحی پیرامونی تالاب میقان با استفاده از داده­ های چند زمانه سنجنده TM ماهواره لندست در تاریخ­ های 30 اردیبهشت‌ماه سال 1381 و 5 خردادماه سال 1389 است. برای استخراج تغییرات کاربری اراضی  از روش طبقه­ بندی نظارت‌شده با اعمال الگوریتم حداکثر شباهت استفاده شد. نتایج دقت طبقه‌بندی تصاویر با استفاده از شاخص کاپا برای تصویر سال 1381 و 1389 به ترتیب، 99.13% و 98.93% با ضریب کاپا 98 و 97 بود. نتایج تغییرات کاربری اراضی نشان داد که زمین­ های بایر افزایش 100 کیلومترمربع و در مقابل نواحی با پوشش گیاهی 84 کیلومترمربع کاهش داشت. میانگین شاخص بهنجار شده پوشش گیاهی با تغییر محسوسی مواجه نبوده است و بیشینه و کمینه این شاخص در سال 1381 صفر و 0.52- و در سال 1389، 0.05- و 0.58- بود. طبقات دمایی گرم‌تر در الگوی دمایی منطقه در سال 1389 نسبت به سال 1381 گسترش بیشتری داشت. میزان دمای کمینه، میانگین و بیشینه در حریم ده کیلومتر پیرامونی تالاب میقان در سال 1381 به ترتیب 16.72، 27.35 و 36.4 درجه سانتی ­گراد با انحراف معیار 3.2، این مقادیر در سال 1389 به 15.5، 29.8 و 37 درجه سانتی ­گراد با انحراف معیار 3.5 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of Meighan wetland environmental changes on land surface temperature of surrounding areas by using Landsat satellite data

نویسندگان [English]

  • Saeed Mahmoodi 1
  • Behrouz Sari Saraf 2
  • Majed Rezaei Banafsheh 2
  • Hashem Rostamzade 3
1 The effect of Meighan wetland environmental changes on land surface temperature of surrounding areas by using Landsat satellite data
2 Prof. Department of Meteorology, Faculty of Planning and Environmental Sciences, Tabriz University
3 Assist. Prof. Department of Meteorology, Faculty of Planning and Environmental Sciences, Tabriz University
چکیده [English]

Wetlands are one of the most important aquatic zones that affect the climate of the surrounding areas and are also one of the most fragile natural phenomena. Therefore, it is very important to detect changes in the environment around the wetlands. The purpose of this study, the land use change detection, the normalized vegetation index, land surface temperature patterns in the surrounding of the Meighan wetland, were analyzed using Landsat TM multi-time sensor data for 30 May 2002, and 5 June 2010. Supervised classification algorithms with maximum likelihood were used to extract land use changes. The results of classification accuracy, using the Kappa coefficient for 2002 and 2010 were 99.13% and 98.93% with 98 and 97 kappa coefficients, respectively. The results of land use changes showed that the barren lands increased by 100 km2 and, in contrast, vegetation areas were reduced by 84 km2. The average of the normalized vegetation index was not significantly changed and the maximum and minimum values in 2002 were 0 and -0.52, and in 2010, -0.05 and -0.58, respectively. The warmer temperature classes in the regional temperature pattern in 2010 were more extensive than in 2002. The minimum, average and maximum temperature in 10 km of surrounding of Meighan wetland in 2002 were 16.72, 27.35 and 36.4°C with a standard deviation of 3.2, and in 2010, 15.5, 29.8 and 37°C with a standard deviation of 3.5.

کلیدواژه‌ها [English]

  • remote sensing
  • land use
  • Land surface temperature (LST)
  • Normalized difference vegetation index (NDVI)
  • Meighan wetland
ابراهیمی، ه و پ. کردوانی. 1393. مطالعه تغییراقلیم در تالاب بین‌المللی انزلی به روش من کندال. نشریه اکوبیولوژی تالاب، 6(3): 59-72.

احمدی، م و م. نارنگی فرد. 1394. برآورد کیفیت و آشکارسازی تغییرات پهنه‌های جنگلی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی: شهرستان رستم، فارس). نشریه سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6(3): 87-100.

آل­شیخ، ع.، ع. علی محمدی و ع. قربانعلی. 1384. پایش خطوط ساحلی دریاچه ارومیه با استفاده از سنجش‌ازدور. نشریه علوم جغرافیایی، 4(5): 9-24.

باعقیده، م.، ب. علیجانی و پ. ضیائیان. 1390. بررسی امکان استفاده از شاخص پوشش گیاهی NDVI در تحلیل خشک‌سالی‌های استان اصفهان. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 1(4): 1-16.

باقرزاده کریمی، م و ف. فتحی سقزچی. 1388. بررسی اثر بالا آمدن آب دریای خزر بر اراضی کشاورزی اطراف تالاب انزلی با استفاده از سنجش از راه دور. نشریه تالاب، 1(1): 105-118.

 بیات، ر.، س. جعفری، ب. قرمزچشمه و ا. چرخابی. 1395. مطالعه تأثیر ریزگردها بر تغییرات پوشش گیاهی (مطالعه موردی: تالاب شادگان، خوزستان). نشریه سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 7(2): 17-32.

 جلیلی، ش.، س. مرید، ا. بناکار و ر. نامدار قنبری. 1390. ارزیابی تأثیر شاخص‌های اقلیمی NAO و SOI بر تغییرات تراز دریاچه ارومیه، کاربرد روش‌های آنالیز طیفی سری‌های زمانی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 25(1): 140-149.

 جهانبخش، س.، م. زاهدی و خ. ولیزاده کامران. 1390. محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از روش سبال و درخت تصمیم در محیط GIS و RS در بخش مرکزی منطقه مراغه. نشریه جغرافیا و برنامه­ریزی، 16(38): 19-42.  

 حجازی­ زاده، ز.، پ. ضیائیان و ع. شیرخانی. 1392. مقایسه تخمین دمای سطح با استفاده از داده­ های باند حرارتی سنجنده ­های ماهواره­ ای در غرب استان تهران و قزوین. نشریه جغرافیا، 11(38): 33-49.

حدادی، ع.، م. صاحبی، م. مختارزاده، و ه. فتاحی. 1388. ارائه روشی ترکیبی از شبکه ­های عصبی نظارت‌شده و نظارت‌نشده در طبقه ­بندی تصاویر سنجش‌ازدور. نشریه سنجش‌ازدور و GIS ایران، 1(3): 23-50.

حسینی، ف.، ع. درویش­صفت و ن. ضرغام. 1391. بررسی قابلیت تصاویر IRS-P6-LISS IV برای تهیه نقشه انبوهی جنگل‌های پسته وحشی (مطالعه موردی: جنگل خواجه کلات خراسان). مجله جنگل ایران، 4(4): 311-320.

رسولی، ع.، ش. عباسیان و س. جهانبخش. 1387. پایش نوسان­ های سطح آب دریاچه ارومیه با پردازش تصاویر ماهواره­ای چند سنجنده­ای و چند زمانه ­ای. فصلنامه مدرس علوم انسانی، 12(2): 53-71.

رسولی، ع و ش. عباسیان. 1388. تحلیل مقدماتی سری‌های زمانی تراز سطح آب دریاچه‌ای ارومیه، نشریه جغرافیا و برنامه­ریزی، 14(28): 137-165.

رفیعی، ی.، ب. ملک محمدی، ع. آبکار، ا. یاوری، م. رمضانی مهریان و ح. ظهرابی. 1390. بررسی تغییرات زیست‌محیطی تالاب ­ها و مناطق حفاظت‌شده با استفاده از تصاویر چند زمانه سنجنده TM (مطالعه موردی: تالاب نیریز). نشریه محیط‌شناسی، 37(57): 65-76.

زبردست، ل و ح. جعفری. 1390. ارزیابی روند تغییرات تالاب انزلی با استفاده از سنجش‌ازدور و ارائه راه‌حل مدیریتی. نشریه محیط‌شناسی، 37(57): 57-64.

سرودی، م و ع. جوزی. 1392. سنجش‌ازدور و اجرای مدل مارکوف برای بررسی تغییرات فضای سبز شهری (مطالعه موردی: منطقه 1 شهرداری تهران). نشریه محیط‌شناسی، 39(1): 113-122.

شایان، س و م. جنتی. 1386. شناسایی نوسانات مرز پیرامونی و ترسیم نقشه پراکنش مواد معلق دریاچه ارومیه با استفاده از تصاویر ماهواره­ای (سنجنده­ های ETM+, TM & LISSIII). نشریه پژوهش­ های جغرافیایی، 62: 25-39.

ضیاییان فیروزآبادی، پ.، ح. تلخابی و ل. حسین جانی. 1392. آشکارسازی تغییرات حوزه کویر میقان با استفاده از تصاویر ETM+, TM MSS و داده‌های اقلیمی در دوره 2011-1973. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 13(31): 173-189.

طاوسی، ت.، ف. شجاع،  ا. اکبری و ا. عسگری. 1395. ارزیابی تغییرات کاربری اراضی و تحلیل روند بیابان­زایی اقلیمی چاله گاوخونی. نشریه فضای جغرافیایی، 16(56): ۷۹-۹۴.

علی بخشی، ز.، م. علی خواه اصل و م. رضوانی. 1394. تهیه نقشه کاربری اراضی تالاب میقان با استفاده از روش طبقه‌بندی نظارت‌شده و فازی 2013. نشریه انسان و محیط‌زیست، 32: 11-23.

فارسی، ج و م. یوسفی. 1392. آشکار‌سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از داده‌های سنجش‌ازدور (مطالعه موردی: دشت بجنورد). فصلنامه جغرافیا و مطالعات محیطی، 2(7): 95-106.

فاطمی، ب و ی. رضایی. 1389. مبانی سنجش‌ازدور. چاپ دوم، انتشارات آزاده، 257 صفحه.

فتحی، م.، ع. مددی، ا. بهشتی و ن. سرمستی. 1394. ارزیابی نوسان‌های سطح آب دریاچه ارومیه و افزایش پهنه‌های نمکی در منطقه شمال غرب ایران. نشریه پژوهش ­های جغرافیای طبیعی، 47(2): 271-285.

قربانی، ر.، ع. تقی­پور و ح. محمودزاده. 1391. ارزیابی و تحلیل تغییرات کاربری اراضی محدوده تالاب­ های بین‌المللی آلاگل، آلماگل و آجی گل ترکمن‌صحرا با استفاده از تصاویر ماهواره ­ای چند زمانه. نشریه جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، 23(4): 167-186.

قهرودی­تالی، م.، ب. میرزاخانی و آ. عسگری. 1391. پدیده کویرزدایی در تالاب‌های ایران (مطالعه موردی: تالاب میقان). نشریه جغرافیا و مخاطرات محیطی، 1(4): 97-112.

کیانی، ش.، ب. دهزاد، و ا. رجب­زاده قطرمی. 1390. مدیریت اکوتوریسم در تالاب میانگران با تعیین ارزش حفاظتی تالاب با استفاده رویکرد مناطق 6 گانه IUCN. فصلنامه علمی پژوهشی اکوبیولوژی تالاب، 2(7): 65-70.

کرمی م.، ر. زندی و ح. طاهری. ۱۳98. مکان‌یابی جزایر حرارتی و انطباق آن با تصاویر ماهواره‌ای بر اساس مدل تاپسیس در شهر مشهد. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 20(56): ۷۵-۹۲.  

گنجعلی، س و ع. ایلدرومی. 1391. بررسی تغییرات مرز خشکی و آبی مناطق حفاظت‌شده تالاب انزلی با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS). نشریه اکوبیولوژی تالاب، 3(1): 1-10.

لحمیان، ر. 1395. به‌کارگیری سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در بررسی تغییرات کاربری اراضی طبیعی (مطالعه موردی: شهرستان ساری). نشریه جغرافیا، 14(51): 483-500.

مظفری، غ و م. نارنگی­فرد. 1393. بررسی میزان بارش بر تغییر سطح آب دریاچه مهارلو با استفاده از داده­ های سنجش‌ازدور. فصلنامه اکوبیولوژی تالاب، 6(19): 73-82.

مظفری، غ و م. نارنگی­فرد. 1394. آثار تغییرات سطح دریاچه مهارلو بر میزان رطوبت و دمای هوای شهر شیراز. نشریه جغرافیا و آمایش شهری– منطقه­ ای، 5(14): 215-230.

مهدوی، ع و ر. فلاح شمسی. 1391. تهیه نقشه تغییرات سطح جنگل با استفاده از عکس‌های هوایی و تصاویر LISS-III ماهواره IRS (مطالعه موردی: شهرستان ایلام). مجله پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل، 19(1): 77-90.

میجانی، ن.، س. حمزه و م. کریمی فیروزجایی. 1398. کمی سازی تأثیر پارامترهای سطحی و شرایط اقلیمی بر دمای سطح زمین با استفاده از داده‌های انعکاسی و حرارتی سنجش‌ازدور. نشریه سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 10(1): 36-59.

هادیان، ف.، ر. جعفری، ح. بشری و س. سلطانی. 1391. ارزیابی صحت شاخص‌های طیفی پهنه‌بندی پوشش گیاهی در مقیاس تیپ­ های گیاهی و منطقه مطالعاتی، با استفاده از داده‌های سنجنده TM در مناطق زاگرس جنوبی. نشریه سنجش‌ازدور و GIS ایران، 4(4): 83-100.

یاراحمدی، د. 1393. تحلیل هیدروکلیماتولوژیکی نوسان­ های سطح آب دریاچه ارومیه. نشریه پژوهش­ های جغرافیای طبیعی، 46(1): 77-92.

Duan Z, Bastiaanssen W. 2013. Estimating water volume variations in lakes and reservoirs from four operational satellite altimetry databases and satellite imagery data. Remote Sensing of Environment, 134: 403-416.

Fatemi M, Narangifard M. 2019. Monitoring LULC changes and its impact on the LST and NDVI in District of Shiraz City. Arabian Journal of Geosciences, 12(4): 127.

Guariglia A, Buonamassa A, Losurdo A, Saladino R, Trivigno ML, Zaccagnino A, Colangelo A. 2006. A multisource approach for coastline mapping and identification of shoreline changes. Annals of Geophysics, 49(1): 295-304.

Kurt S, Karaburun A, Demirci A. 2010. Coastline changes in Istanbul between 1987 and 2007. Scientific Research and Essays, 5(19): 3009-3017.

Mistry VV, Conway D. 2003. Remote forcing of East African rainfall and relationships with fluctuations in levels of Lake Victoria. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 23(1): 67-89.

Rouse Jr JW, Haas R, Schell J, Deering D. 1974. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS. Third Earth Resources Technology Satellite-1 Symposium. Volume 1: Technical Presentations, section A, Conference Proceedings, Document ID: 19740022592: 1-9.

Sima S, Tajrishy M. 2013. Using satellite data to extract volume–area–elevation relationships for Urmia Lake, Iran. Journal of Great Lakes Research, 39(1): 90-99.

Singh A, Seitz F, Schwatke C. 2012. Inter-annual water storage changes in the Aral Sea from multi-mission satellite altimetry, optical remote sensing, and GRACE satellite gravimetry. Remote Sensing of Environment, 123: 187-195.

Trumpickas J, Shuter BJ, Minns CK. 2009. Forecasting impacts of climate change on Great Lakes surface water temperatures. Journal of Great Lakes Research, 35(3): 454-463.