نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• هاشم رستم زاده ¹
• عثمان صوفی بوبکران ²
• خلیل ولیزاده کامران ³

¹ گروه ,آب و هواشناسی دانشگاه تبریز

² کارشناس ارشد، گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعاتی جغرافیایی، دانشکده برنامه‌یزی علوم محیطی، دانشگاه تبریز، ایران

³ استاد گروه سنجش از دور و GIS دانشگاه تبریز

چکیده

در جهان امروز رابطه جامعه انسانی و محیط طبیعی تحت تأثیر پدیده شهرنشینی و توسعه شهری قرار گرفته است. پدیده­ایی که دارای خصلت جهانی و کلی بوده و دائماً رو به افزایش می­باشد. شهرنشینی و توسعه شهری را بدون شک، یکی از جنبه­های ویژه در تمدن جدید می­دانند رشد فیزیکی شهرها می­تواند پیامدهای زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی متعددی بدنبال داشته باشد. تغییر کاربری و پوشش ارا ضی و تبدیل زمین­های کشاورزی در محدوده شهرها یکی از مهم­ترین پیامدهای زیست محیطی گسترش شهرهاست که موجب بروز مشکلات عدیده­ای مانند از بین رفتن زمین­های کشاورزی، آلودگی آب، فرسایش خاک، افزایش سیلاب، کاهش کیفیت محیط زیست افزایش دمای سطح و غیره می­گردد. هدف از این تحقیق، شناسایی رشد شهری و تأثیر آن بر الگوی حرارتی با استفاده از داده­های سنجش از دور در یک دوره زمانی 29 ساله در شهر تبریز می­باشد. داده­های مورد استفاده در این پژوهش تصاویر ماهواره­هایLandsat 5  و Landsat 8 سنجنده­های TM و OLI,TIRS از سال 1990تا2019 می­باشد که با استفاده از تکنیک طبقه­بندی شیگرا تصاویر طبقه­بندی و سپس برای پیش­بینی گسترش شهر تبریز برای سال 2029 نیز از مدل مارکوف و سلول­های خودکار (CA-Markov) استفاده شده است، برای استخراج دمای سطح زمین نیز از دو روش Split Window  و Mono Window  استفاده شده است. در انتها نتایح پژوهش نشان داد که دمای مناطق مسکونی افزایش حدودا 1 درجه­ای داشته و بیشترین دمای محاسبه شده برای مناطق مسکونی در بخش­های جنوب غربی می­باشد که بیشتر از 29 درجه سانتی­گراد می­باشد، همچنین پوشش گیاهی در سال 1990، 2000، 2010 و 2019 به ترتیب 81، 44،61 و 43 کیلو متر مربع بوده است و اراضی شهری به ترتیب 54، 81، 100 و 128 کیلومتر مربع بوده است. که به طور واضح نشان­دهنده کاهش پوشش گیاهی و افزایش مناطق مسکونی می­باشد از طرفی دیگر بررسی و تحلیل نتایج الگوی گسترش شهر تبریز نیز نشان داده است که بیشترین گسترش در بخش­های جنوبی و همچنین جنوب غربی و شرقی بوده است یعنی درست بخش­هایی از شهر که دارای زمین­های مرغوب کشاورزی و پوشش گیاهی قابل توجهی می­باشد که این امر خود به گرم­تر شدن این بخش از شهر اثر گذاشته است.
در جهان امروز رابطه جامعه انسانی و محیط طبیعی تحت تأثیر پدیده شهرنشینی و توسعه شهری قرار گرفته است. پدیده­ایی که دارای خصلت جهانی و کلی بوده و دائماً رو به افزایش می­باشد. شهرنشینی و توسعه شهری را بدون شک، یکی از جنبه­های ویژه در تمدن جدید می­دانند رشد فیزیکی شهرها می­تواند پیامدهای زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی متعددی بدنبال داشته باشد. تغییر کاربری و پوشش ارا ضی و تبدیل زمین­های کشاورزی در محدوده شهرها یکی از مهم­ترین پیامدهای زیست محیطی گسترش شهرهاست که موجب بروز مشکلات عدیده­ای مانند از بین رفتن زمین­های کشاورزی، آلودگی آب، فرسایش خاک، افزایش سیلاب، کاهش کیفیت محیط زیست افزایش دمای سطح و غیره می­گردد. هدف از این تحقیق، شناسایی رشد شهری و تأثیر آن بر الگوی حرارتی با استفاده از داده­های سنجش از دور در یک دوره زمانی 29 ساله در شهر تبریز می­باشد. داده­های مورد استفاده در این پژوهش تصاویر ماهواره­هایLandsat 5  و Landsat 8 سنجنده­های TM و OLI,TIRS از سال 1990تا2019 می­باشد که با استفاده از تکنیک طبقه­بندی شیگرا تصاویر طبقه­بندی و سپس برای پیش­بینی گسترش شهر تبریز برای سال 2029 نیز از مدل مارکوف و سلول­های خودکار (CA-Markov) استفاده شده است، برای استخراج دمای سطح زمین نیز از دو روش Split Window  و Mono Window  استفاده شده است. در انتها نتایح پژوهش نشان داد که دمای مناطق مسکونی افزایش حدودا 1 درجه­ای داشته و بیشترین دمای محاسبه شده برای مناطق مسکونی در بخش­های جنوب غربی می­باشد که بیشتر از 29 درجه سانتی­گراد می­باشد، همچنین پوشش گیاهی در سال 1990، 2000، 2010 و 2019 به ترتیب 81، 44،61 و 43 کیلو متر مربع بوده است و اراضی شهری به ترتیب 54، 81، 100 و 128 کیلومتر مربع بوده است. که به طور واضح نشان­دهنده کاهش پوشش گیاهی و افزایش مناطق مسکونی می­باشد از طرفی دیگر بررسی و تحلیل نتایج الگوی گسترش شهر تبریز نیز نشان داده است که بیشترین گسترش در بخش­های جنوبی و همچنین جنوب غربی و شرقی بوده است یعنی درست بخش­هایی از شهر که دارای زمین­های مرغوب کشاورزی و پوشش گیاهی قابل توجهی می­باشد که این امر خود به گرم­تر شدن این بخش از شهر اثر گذاشته است.

تازه های تحقیق

از آنجایی که دمای سطح زمین یکی از پارامترهای کلیدی در مباحث شهری و مسائل مربوط به زندگی شهری میباشد و گسترش شهری و افزایش مناطق مسکونی به گرم شدن بیشتر شهرهای بزرگ منجر میشود و آسایش ساکنان شهری را میتواند تحت تأثیر قرار بدهد. لذا توجه به این دو پارامتر در برنامههای توسعه و آتی شهرها بیسار حائز اهمیت میباشد. پس از استخراج کاربریها و طبقهبندی تصاویر و دمای سطحی در بازههای زمانی مورد نظر و مقایسه نتایج پژوهش مشخص شد دمای هوای مناطق مسکونی  افزایش حدودا 6 درجهای داشته و بیشترین دمای محاسبه شده برای مناطق مسکونی در بخشهای جنوب غربی میباشد که بیشتر از 22 درجه سانتیگراد میباشد، دلیل بالا رفتن دمای مناطق این قسمت از شهر را میتوان وجود کارخانهها و تمرکز صنایع شیمایی در آنجا دانست که البته در روند گسترش این قسمت از شهر هم دچار از دست دادن پوششهای گیاهی قابل ملاحظهای شده است. از طرفی دیگر با بررسی تغییرات کاربری اراضی متوجه میشویم روند تغییر و کم شدن اراضی بایر و پوشش گیاهی از سال 6228 تا سال 2862 نزولی بوده و برعکس بر مساحت مناطق مسکونی اضافه شده است. پوشش گیاهی در سال 6228، 2888، 2868 و 2862 به ترتیب 06، 16،00 و 03 کیلومتر مربع بوده است و اراضی شهری به ترتیب 40، 06، 688 و 620 کیلومتر مربع بوده است. 

کلیدواژه‌ها

• سلول‌های خودکار مارکوف
• پنجره مجزا
• تک‌پنجره
• طبقه‌بندی شی‌گرا
• شهر تبریز

عنوان مقاله [English]

Identification of Urban Growth and Its Impact on UHI Using Remote sensing data case study Tabriz city

نویسندگان [English]

• Hashem Rostamzadeh ¹
• Osman Sufi Bobkaran ²
• Khalil Valizadeh Kamran ³

¹ Associate Prof Department of Meteorology Department of and Plannin of Tabriz

² Msc.student Department of Remote Sensing and Geographical Information System, Faculty of Environmental Science Planning, Tabriz University, Iran

³ Professor of Remote Sensing and GIS Department of Tabriz University

چکیده [English]

Human society and the natural environment have been affected by the phenomenon of urbanization and urban development. The physical growth of cities can have many environmental, economic and social consequences. Changing land use and land cover in cities causes many problems. The purpose of this research is to identify the urban growth and its effect on the thermal pattern using RS. The data used in this research are the images of satellites and Landsat 5 & 8, TM and OLI, TIRS sensors from 1990 to 2019, which were classified using the object-oriented classification technique and then to predict the expansion of Tabriz city for 2029. Markov model and automatic cells (CA-Markov) have been used, Split Window and Mono Window methods have also been used to extract the surface temperature. The results of the research showed that the air temperature of the residential areas has increased by about 1 degree and the highest temperature calculated for the residential areas is in the southwestern parts, which is more than 29 degrees Celsius, as well as the vegetation cover in 1990, 2000, 2010 and 2019 was 81, 44, 61 and 43 square kilometers, respectively, and urban lands were 54, 81, 100 and 128 square kilometers, respectively. which clearly shows the reduction of vegetation and the increase of residential areas, the analysis of the results of the expansion pattern of Tabriz city also showed that the most expansion was in the southern, southwestern and eastern parts.Human society and the natural environment have been affected by the phenomenon of urbanization and urban development. The physical growth of cities can have many environmental, economic and social consequences. Changing land use and land cover in cities causes many problems. The purpose of this research is to identify the urban growth and its effect on the thermal pattern using RS. The data used in this research are the images of satellites and Landsat 5 & 8, TM and OLI, TIRS sensors from 1990 to 2019, which were classified using the object-oriented classification technique and then to predict the expansion of Tabriz city for 2029. Markov model and automatic cells (CA-Markov) have been used, Split Window and Mono Window methods have also been used to extract the surface temperature. The results of the research showed that the air temperature of the residential areas has increased by about 1 degree and the highest temperature calculated for the residential areas is in the southwestern parts, which is more than 29 degrees Celsius, as well as the vegetation cover in 1990, 2000, 2010 and 2019 was 81, 44, 61 and 43 square kilometers, respectively, and urban lands were 54, 81, 100 and 128 square kilometers, respectively. which clearly shows the reduction of vegetation and the increase of residential areas, the analysis of the results of the expansion pattern of Tabriz city also showed that the most expansion was in the southern, southwestern and eastern parts.

کلیدواژه‌ها [English]

• Markov Automated Cells
• Split Window
• Mono Window
• Object Oriented Classification
• Tabriz