بخشی از مقاله
چکیده
پدیده تغییر اقلیم و گرمایش جهانی و تاثیر آن بر اکوسیستمهاي مختلف نیازمند مطالعات گسترده میباشد. بدین منظور بررسی کارایی باندهاي حرارتی و تغییرات کاربري اراضی در تعیین شاخص دماي سطح زمین با استفاده از الگوریتم پنجره مجزا1در منطقه بندر امام خمینی استان خوزستان از طریق تصاویر ماهواره لندست 8 انجام پذیرفت. شاخص پوشش گیاهی، جهت نسبتگیري اختلاف بازتاب باند مادون قرمز نزدیک و باند قرمز به منظور تهیه نقشه LST استفاده و چهار تصویر فصلی در سال - 2017-2016 - 1395 بکارگرفته شد.
همچنین تصاویر مودیس جهت صحت سنجی استفاده و نتایج مقایسه دو باند حرارتی نشان داد، باند حرارتی 11به دلیل طول موج بالاتر از دقت بالاتري در برآورد دماي سطحی، خصوصا در دماهاي بالا، نسبت به باند حرارتی10برخوردار است. ارزیابی مقایسه دادههاي برآوردي از تصاویر ماهوارهاي با واقعیت زمینی با ضریب تبیین 0/9، دقت بالایی را نشان داد.
مقدمه
حرارت سطح زمین شاخص مهمی در مطالعه مدل هاي تعادل انرژي در سطح زمین و فعل و انفعالات بین زمین و اتمسفر در مقیاس منطقه اي و جهانی می باشد و تصاویر سنجش از دور باتوجه به محدودیت ایستگاه هاي هواشناسی، مادون قرمز و حرراتی به دلیل پوشش وسیع، منبع اطلاعاتی مناسبی به منظور تهیه نقشه هاي حرارتی تلقی میگردند
فیضی زاده و همکاران، - 1394 حرارت سطح زمین می تواند بر نوع کاربري اراضی موثر باشد، لذابا توجه به نوع پوشش زمین و شرایط دمایی می توان بررسی هاي اقلیمی، هواشناسی در ارتباط با تغییرات کاربري ها را بررسی نمود
از آنجایی که دماي سطح خاك در رشد و گسترش پوشش گیاهی می تواند موثر باشد لذا از مقادیر LST به صورت معیاري جهت ارزیابی وضعیت و ارزیابی پوشش گیاهی نیز استفاده میگردد - حاجیلو وهمکاران،. - 1393جهانبخش و همکاران در سال 1390 اقدام به محاسبه دماي سطح زمین در بخش مرکزي منطقه مراغه با استفاده از تصاویر سنجنده ETM+ نمودند و عنوان کردند که با برآورد اختلاف کمتر از 5/57 درجه سانتیگراد، اختلاف رضایت بخشی بین دماي سطح برآورد شده از طریق سنجش از دور و دماي برآورد شده از آمار اندازه گیري شده 12 ساله از سطح زمین در ایستگاه هواشناسی مراغه وجود دارد.
پرویز و همکارانش در 1390، جهت بررسی تاثیر پوشش گیاهی بر دما، دماي هواي حوضه آبخیز سفید رود را از روش شاخص پوشش پوشش گیاهی برآورد کردندبر اساس نتایج بدست امده پوشش هاي گیاهی متراکم و بیشتر می تواند تاثیر بسزایی در تعیین دماي هوا داشته باشند. دماي واقعی در ارتفاعات در مناطقی با پوشش گیاهی تنک افزایش یافته بود.
واعظ موسوي و مختارزاده در سال 1394 دماي هواي سطح زمین را برآورده نموده و عنوان داشتند که به کارگیري داده هاي دور سنجی می تواند تا حدودي مشکلاتناشی از ایستگاه هاي زمینی را کاهش دهدو در بخش هاي عظیمی از سطح زمین به تخمین پارامترهاي هواشناسی بپردازد.بابایی فینی در سال 1394 رابطه دماي سطح زمین و شاخص بهنجار شده پوسش گیاهی در محیط شهري اصفهان را مورد بررسی قرار داد.
در این راستا چهار تصویر سنجنده TM ماهواره لندست در تاریخ هاي 1991 و 2010 هر کدام دوتصویر، دماي سطح زمین و شاخص بهنجار شده پوشش گیاهی را در بازه زمانی 19 ساله بکارگرفته شد. در مقایسه بین نقشه دماي سطح زمین با نقشه پوشش گیاهی ماه هاي گرم سال شهر اصفهان نشان داد وجود زاینده رود به دلیل ایجاد مناطق باغات پایین دست و پوشش گیاهی در تعدیل دما موثر بوده است. Mukherjee و همکارانش در سال 2015 دماي سطح زمین - LST - را با استفاده از دادههاي فصلی - فوریه، آپریل و اکتبر - و تصاویر ماهواره ي لندست در مناطق نیمه گرمسیري هند بررسی نموده و بر این اساس نشان دادهد که تغییراتNDVI و شاخصLST در ارتباط با یکدیگر می باشند و میزان پوشش گیاهی براي فصل هاي رشد - فوریه و اکتبر - بر خلاف فصل برداشت - آوریل - بیشتر است. YakarوOrhan در سال 2016 تغییرات دماي سطح زمین را در منطقه کونیا در ترکیه با استفاده از تصاویر ماهواره لندست بررسی نمودند و بر این اساس افزایش 3-2 درجه اي در یک دوره کوتاه و بین سال هاي 2011 و 201 را گزارش دادند.
Swades و Ziaul در سال 2017تاثیرات تغیرات کاربري اراضی و پوشش اراضی - LULC - در ارتباط با دماي سطح زمین - LST - در مراکز شهري بررسی کردند. براي این منظور LST فصلی و زمانی در سه مرحله - سال هاي 1991، 2010 و - 2014 استخراج شد. نتایج نشان دادند که افزایش LST در طول فاصله زمستان تا تابستان بر روي پوشش اراضی تاثیر معنی داري دارد. در این تحقیق متوجه شدند که تغییر الگوي کاربري اراضی و پوشش اراضی - LUCL - ، اثر آن بر روي LST و تغییرات دماي هوا منعکس می شود.
از آنجایی که بندر امام خمینی با داشتن 38 اسکله هر کدام به طول 7 کیلومتر، بزرگترین بندر فعال ایران می باشدو همچنین با توجه به انجام بیش از 35% از کل تجارت دریایی کشور، و دارا بودن کارخانجات گسترده پتروشیمی به عنوان یکی از مهم ترین قطب هاي حمل و نقل منطقه اي و اقتصادي کشور تلقی می گردد. این بندر در سال 1390 پس از تغییر رژیم حقوقی خود از یک بندر عادي به منطقه ویژه اقتصادي و الحاق اراضی مجاور ، هم اکنون بزرگ ترین منطقه ویژه اقتصادي کشور را تشکیل می دهد.و نظر به اهمیت موضوع تغییرات آب و هوایی و پدیده گرمایش زمینی درمنطقه جنوب استان خوزستان ، این مطالعه با هدف بررسی کارایی باند هاي حرارتی در برآورد مقادیر دماي سطح زمین و تاثیر صنعتی شدن و کاربريهاي مختلف در حوضه شهري در میزان تغییرات دما در منطقه بندر امام خمینی در بر اساس تغییرات فصلی در یک بازه زمانی انجام گرفت.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه منطقه بندر امام خمینی با موقعیت جغرافیایی 30 درجه و 25 دقیقه شمالی و 49 درجه و 5 دقیقه شرقی - شکل - 1 در جنوب استان خوزستان قرار دارد.
دادههاي مورد استفاده
در این مطالعه از دادههاي ماهوارهاي لندست 8 مربوط به چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان سال 1395، به تاریخ 5 اردیبهشت 24 - آوریل - 2016، 24 مرداد 14 - آگوست - 2016، 26 مهرماه 17 - اکتبر - 2016 و 18 بهمن - 6 فوریه - 2017 استفاده گردید. همچنین از نرم افزارهايENVI 4,8 و ENVI 5,3 جهت پردازش تصاویر و طبقهبندي تصاویر و نرم افزار ArcGis v.10 براي ایجاد نقشههاي نمونه تعلیمی، واقعیت زمینی استفاده شد. براي بکارگیري نقاط کنترل از نرم افزار Mapsource و جهت رسم نمودار و محاسبات آماري و آنالیز اطلاعات جمع آوري شده از عملیات زمینی، نرم افزار هاي EXCEL بکارگرفته شد.
شکل.1موقعیت محدوده منطقه مورد مطالعه
روش انجام تحقیق
دماي سطح زمین - LST - عامل مهمی در تغییر جهانی آب و هوا، رشد پوشش گیاهی میباشد. استفاده از روشهاي دورسنجی و ماهوارهاي از جمله روشهاي برآوردي آن میباشند. در این تحقیق از روش پنجره مجزا جهت محاسبه دماي سطح زمین استفاده شد. - عسگر زاده و همکاران، 1395، جعفر زاده، 1395، قربان نیا خیبري و همکاران،. - 1396 از آنجایی که دماي سطح زمین براي مناطق شهري نقش مدیریتی مهمی دارد
Swades & Ziaul - ، 2017 و Tsouو همکاران، - 2017، در این مطالعه پس از تصحیحات لازم، دماي روشنایی حاصل و سپس با استفاده از شاخص پوشش گیاهی ضریب گسیل و در انتها دماي سطح زمین تعیین گردید - حاجیلو و همکاران، 1393، حسنی تبار و جعفر زاده، 1395، فیضی زاده و همکاران، . - 1394 بنابراین بر این اساس از چهار تصویر مربوط به ماههاي اردیبهشت، مرداد، مهر و بهمن براي چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان در سال - 2017-2016 - 1395 استفاده، و نقشه کاربري اراضی در چهار فصل مذکور تهیه گردید
