ارزیابی الگوی فضایی دمای سطح زمین با تاکید بر تغییرات کاربری اراضی (مطالعه موردی: شهرستان جیرفت) (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
مبسوط پیشینه و هدف: دمای سطح زمین، عامل مهمی در مطالعات گرمایش جهانی و امروزه چالش اصلی بسیاری از محققین در سرتاسر دنیا است. با فناوری سنجش از دور می توان دمای سطح زمین و تغییرات کاربری را طی سال های مختلف با کمک تصاویر ماهواره ای، استفاده از تشعشع فروسرخ حرارتی و کاربرد مدل های فیزیکی مورد ارزیابی قرار داد. در مطالعات محیطی به علت موقعیت و مکان قرار گرفتن مشاهدات در فضای نمونه نمی توان از آمار سنتی به علت ساختار پیوسته در زمان و مکان استفاده کرد. بدین منظور آمار فضایی (خودهمبستگی فضایی) روشی مناسب و نوین در تحلیل این داده ها است. مواد و روش ها : این پژوهش داده های ماهواره ای مربوط به تصاویر لندست 5 و 8 برای سال های 1990 و 2020 از سایت زمین شناسی آمریکا تهیه شدند. پس از انجام تصحیحات تصاویر، نقشه های کاربری اراضی شهرستان جیرفت تهیه شدند و سپس با استفاده از ترکیب باندی مرئی و مادون قرمز نقشه های کاربری اراضی تهیه شد. تبدیل مختلف طبقات کاربری اراضی و تغییرات آن طی این سال ها در نرم افزار ایدریسی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای ارزیابی دقت نقشه های طبقه بندی شده از 150 نقطه کنترلی از گوگل ارث استفاده شد. برای بدست آوردن دمای سطح زمین نیز از باندهای حرارتی تصاویر لندست دریافتی استفاده شد و طی دو مرحله تبدیل رادیانس طیفی به دمای جسم سیاه و محاسبه گیسل مندی سطح دمای سطح زمین تعیین شد. در نهایت برای آشکارسازی الگوی فضایی تفاوت های محلی از آماره خودهمبستگی فضایی موران محلی استفاده شده است. یافته ها و بحث: نتایج نشان داد که طی سال های 1990 تا 2020 بخشی از اراضی بایر و مسیل به پهنه آبی تبدیل شده اند که این کاربری با احداث سد بعد از سال 1990 افزایش پیدا کرد. میانگین دمای سطح زمین طی 30 سال 1/11 درجه افزایش داشت که این افزایش دما در همه کاربری ها دیده می شود. علت این افزایش را می توان بالا رفتن دمای هوا دانست. از دلایل دیگر افزایش دمای سطح زمین را می توان افزایش ساخت وسازها در منطقه دانست. تقسیم بندی طبقات دمای سطح زمین نشان داد که طبقات خیلی گرم و گرم که در بخش های جنوبی در سال 2020 افزایش و طبقه متوسط (بیشترین تغییر) و سرد کاهش داشته است. نتایج آنالیز آماره همبستگی مکانی محلی نشان داد که خوشه های داغ به تدریج در مناطق جنوبی و خوشه های خنک در مناطق شمالی و شمال شرقی تمرکز بیشتری پیداکرده اند. نتیجه گیری: یافته های این پژوهش نشان داد با وجود افزایش کاربری کشاورزی و باغ و کاهش مناطق بایر دمای سطح زمین در همه کاربری ها به مقدار زیادی افزایش خواهد یافت. هرچند که مناطق ساخت انسان نیز درحال افزایش است اما دلیل اصلی دمای سطح زمین را می توان بالا رفتن دمای هوا و تغییرات اقلیم برشمرد.Evaluation of the Spatial Pattern of the Land Surface Temperature due to Land-use Change (Case Study: Jiroft City)
Extended Abstract Background and purpose Earth's surface temperature is an important factor in global warming studies, and today it is the main challenge for many researchers worldwide. With remote sensing technology, it is possible to evaluate the temperature of the earth's surface and land use changes during different years with the help of satellite images, thermal infrared radiation, and physical models. In environmental studies, due to the location and location of the observations in the sample space, traditional statistics cannot be used due to the continuous structure of time and space. For this purpose, spatial statistics (spatial autocorrelation) is a suitable and new method for analyzing these data. Materials and methods In this research, satellite data related to Landsat 5 and 8 images for the years 1990 and 2020 were obtained from the American Geological Survey. After correcting the images, the land use maps of Jiroft city were prepared and using the combination of visible and infrared bands, land use maps were prepared. The transformation of different land use classes and their changes during these years were analyzed in IDRISI software. Also, 150 control points from Google Earth were exploited to evaluate the accuracy of classified maps. In order to obtain the temperature of the earth's surface, the thermal bands of the received Landsat images were used. In two steps, the spectral radiance was converted to the temperature of the black body, and the surface temperature of the earth's surface was calculated. Finally, to reveal the spatial pattern of local differences, the local Moran's spatial autocorrelation statistic has been exerted. Findings and discussion The results showed that from 1990 to 2020, part of barren and flood channel lands was converted into water areas, which increased with the dam's construction after 1990. The average temperature of the earth's surface increased by 11.1 degrees in 30 years, which can be seen in all uses. The reason for this increase can be seen as the increase in air temperature. Another reason for the increase in the temperature of the earth's surface is the increase in construction in the region. The classification of the earth's surface temperature classes showed that the very hot and warm classes in the southern parts increased in 2020, and the average (most change) and cold classes decreased. The local spatial correlation statistics analysis results showed that hot clusters are gradually concentrated in southern regions and cool clusters in northern and northeastern regions. Conclusion The findings of this research showed that despite the increase in agricultural and garden use and the decrease in barren areas, the earth's surface temperature would increase to a large extent in all uses. Although manufactured areas are also increasing, the main reason for the temperature of the earth's surface can be considered the increase in air temperature and climate change.
تبلیغات
