بخشی از مقاله
چکیده
تحلیل فضایی دمای شهر با توجه به نوع کاربری اراضی یکی از اصلیترین مقولاتی است که میتواند در چارچوب یک پژوهش در حیطه برنامهریزی شهری قرار گیرد. هدف این تحقیق بررسی رابطه میان کاربری/پوشش زمین در ایجاد جزایر حرارتی با استفاده از اطلاعات سنجنده ASTER میباشد که با اعمال پردازشهای لازم دمای سطحی محاسبه سپس با استفاده از تصاویر حرارتی حاصل و نقشه طرح تفصیلی و به کمک آزمون های آمار استنباطی - آزمون کروسکال والیس و ضریب همبستگی اسپیرمن - رابطه میان پوشش/کاربری اراضی مختلف و دمای سطح محاسبه، همچنین رابطه بین پوشش گیاهی و دما محاسبه گردید.
نتایج نشان داد مناطق صنعتی، زمینهای بایر دارای حرارت زیاد و مناطق ساحلی و مناطق دارای پوشش گیاهی و فضای سبز به دلیل تبخیر و تعرق از سطح برگ درختان و ایجاد سایه دارای دمای کمتری نسبت به سایر کاربری ها بودند.
-1 مقدمه
تغییرات کاربری، افزایش جمعیت، افزایش صنایع و در پی آن افزایش تردد اتومبیلها موجب افزایش دمای برخی مناطق شهری نسبت به دیگر مناطق میگردد.، تخمین میزان حرارت سطح در مناطق مختلف شهری به منظور بررسی توزیع دمایی سطح زمین و علل پیدایش آن کاربردهای فراوانی مانند نقش تعیین ترافیک و شهرکهای صنعتی درگرم شدن شهرها دارد. از سویی کاربری اراضی عنصر اصلی تجزیه و تحلیل دمای سطح زمین است و عامل اصلی کنترل فرایندهای مهم فیزیکی و بیوشیمیایی سطح زمین میباشد.
بررسی وضعیت پراکندگی تابشهای حرارتی و ارتباط آن با نوع کاربریهای موجود در شناخت میکروکلیمای نواحی شهری دارای اهمیت زیادی میباشد. از جمله روشهای مطالعه جزایر حرارتی تکنولوژی سنجش از دور است. مطالعات نشان میدهد که نقش سنجش از دور حرارتی برای مطالعه اثرات جزایر حرارتی شهری بسیار حائز اهمیت است. دادههای سنجش از دور حرارتی امکان نظارت و ارزیابی جزایر حرارتی شهری را به صورت پویا فراهم کرده است.
مطالعه دمای سطح زمین و جزایر حرارتی شهری - UHI1 - به وسیله دادههای سنجش از دور ابتدا با استفاده از دادههای ماهواره پرتاب شده در دههی TIROS - 1970، NOAA، - HCMM که حامل نخستین سنجندههای مادون قرمز حرارتی غیر نظامی بودند آغاز شد. Roth و همکاران در سال 1989 با همراه کردن الگوهای دمای سطحی با انواع کاربری زمین از داده های AVHRR برای ارزیابی شدت جزیره حرارتی شهری - UHI - استفاده کردند .
,Dengsheng and Weng در سال2006 با استفاده از تصاویر سنجنده ASTER با تحلیل چند زمانه به برآورد رابطه میان الگوی حرارتی شهری و توصیف گرهای بیوفیزیکی در شهر ایندیانا پولیس آمریکا پرداختند.
RezaAmiri,QihaoWeng در سال 2009 تغییرات زمانی مکانی حرارت سطحی زمین درارتباط با کسر پوشش گیاهی وتغییرات کاربری /پوشش اراضی در شهر تبریز را بررسی کردند.در این تحقیق از تصاویر چند زمانه تولید شده با لندست 4 و TM 5و لندست ETM+ 7 ،30 ژوئن 1989و18 آگوست 1990 و 2 آگوست 2001 باانجام تصحیحات رادیومتریک و ژئومتریک استفاده شد. سپس باانجام پردازش ،طبقات LULCوLST ورابطه بین تغییرات زمانی و LST وLULC، آزمون شدومشخص گردید بین کسر پوشش گیاهی وافزایش دما رابطه وجود دارد.
,Bakhit and Charabi در سال 2011 مکانهای تشکیل جزایر حرارتی را در مسقط عمان بررسی کردند و دریافتند هستههای گرم برون شهری در مناطق مرتفع مسقط در کنار درههای عمیق هستندو هستههای گرم درون شهری ساختمانهای تجاری پر ازدحام و مسیرهای پر ترافیک هستند.
در ایران اکبری در سال 1379 با استفاده از سنجنده TM الگوی توزیع دما شهر تهران را مورد پژوهش قرار داد. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم MLC2 کلاسهای کاربری از سه مؤلفه اول حاصل از PCA3 استخراج شد و میانگین حرارت برای هر یک از کلاسهای کاربری به دست آمد.
آخوندزاده و سراجیان در سال 1386 در تحقیقی کاربرد تصاویر ماهواره ای Terra-ASTER در نمایش جزایر حرارتی در مناطق شهری را مورد بررسی قرار دادند. قابلیت تصاویر ماهواره ای چند طیفی ASTER در ایجاد لایه های اطلاعاتی مناسب به منظور استفاده در برنامه ریزی شهری با هدف نمایش جزایر گرمایی و تخمین میزان هدر رفت انرژی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان دهنده آن است که تصاویر چند طیفی ASTER می توانند بعنوان ابزار مفیدی جهت نمایش تجزیه و تحلیل منابع و اثرات انرژی در محیطهای شهری در ایران به کار روند.
جلال زاده و همکاران در سال 1387 به مقایسه دمای سطحی حاصل از دادههای میدانی و تصاویر ماهوارهای NOAA سنجنده AVHRR در خزر جنوبی پرداختند. یافتهها بیانگر رابطه معنی دار بین دادههای حاصل از دمای سطح ماهواره و دادههای زمینی میباشد.
شکیبا و نامداری در سال 1388 با استفاده از باند حرارتی سنجنده ETM+ اقدام به استخراج جزایر حرارتی شهر تهران نمودند و رابطه آن با پوشش گیاهی و کاربری اراضی را بررسی نمودند. رنگزن و همکاران در سال1388 نقش کاربری اراضی در شکلگیری جزایر حرارتی با استفاده از تکنولوژی سنجش از دور و GIS در شهر اهواز مطالعه کردند. آنها با استفاده ازتصویر ETM+ اقدام به استخراج نقشه دما نمودند. بعد از تهیه نقشه جزایر حرارتی منطقه، ارتباط آن با پوشش گیاهی در مناطق مختلف شهر مشخص شد که یک رابطه منفی بین دما و پوشش گیاهی وجود دارد.
علی رغم پیشرفتها و موفقیتهای گذشته سنجش از دور حرارتی در برآورد دمای سطح و جزایر حرارتی، هنوز محدودیتهای زیادی از نظر توصیف کمی الگوهای حرارتی و رابطه آنها با پوشش زمین وجود دارد. لذا یکی از مسائلی که در تحقیقات اخیر مطرح میشود بررسی رابطه دما با پوشش زمین است که به علت تفاوت در خصوصیات فیزیکی و بیوفیزیکی تأثیرات متفاوت بر دمای سطح زمین میگذارد.
در این پژوهش اثرات پوشش وکاربری زمین درایجاد LST در شهر ساحلی بندرعباس با استفاده از تصاویر سنجنده ASTER بررسی شد. پس از تهیه تصاویر حرارتی سطح شهر و طبقه بندی آن ، با استفاده از نقشه طرح تفصیلی و تعیین 9 کلاس کاربری و به کمک آزمون های آمار استنباطی - آزمون کروسکال والیس و ضریب همبستگی اسپیرمن - به بررسی رابطه میان پوشش و کاربری اراضی مختلف و دمای سطح زمین پرداخته شد.
-2 دادههای مورد استفاده و روش تحقیق
-1-2 دادههای مورد استفاده
منطقه مورد مطالعه شهر بندرعباس مرکز استان هرمزگان است که از نظر جغرافیایی بین 26 درجه و 53 دقیقه تا 27 درجه و 31 دقیقه عرض شمالی و 54 درجه و 53 دقیقه تا 56 درجه و 3 دقیقه طول شرقی و در شمال تنگه هرمز قرار دارد. این شهر مرکز توسعه جنوب کشور بوده و درطی سالهای اخیر با رشد و توسعه قابل توجّه صنعتی، اقتصادی و اجتماعی همراه بوده است. لذا هدف این تحقیق جمعآوری اطلاعات درباره مناطق گرم شهر و وسعت آن و عوامل مؤثر بر آن با استفاده از تصاویر ماهوارهای در شهر بندرعباس میباشد.
در این تحقیق از منابع داده مختلف از جمله تصویر ماهوارهای ASTER به تاریخ 18 اکتبر2011 و داده-های دمایی ایستگاه هواشناسی و دادههای دمایی مرکز تحقیقات آب منطقهای و نقشههای کاربری اراضی استفاده گردید. سنجنده ASTER داراری 14 باند در حیطه های مرئی و مادون قرمز نزدیک - VNIR - ، مادون قرمز کوتاه موج - SWIR - و مادون قرمز گرمایی - - TIR هستند تصاویر دریافتی در سه حیطه طیفی دارای توان تفکیک مکانی متفاوت هستند. توان تفکیک باندهای VNIR، 15متر است. باند های SWIR دارای توان تفکیک مکانی 30 متر بوده ، در حالیکه تصاویر مادون قرمز گرمایی دارای تفکیک مکانی 90 متر دارند. باند 10 سنجنده ASTER مقدار گرمای گسیل شده از سطوح را اندازه گیری می کند.
-2-2روش تحقیق
مراحل انجام این تحقیق شامل، تهیه و آمادهسازی دادههای مورد نیاز، اجرای تکنیکهای پردازش تصاویر، استخراج تصویر حرارتی شهر بندرعباس، استخراج کاربریها، تعیین رابطه دما با کاربریها با استفاده آزمون های آمار استنباطی - تحلیل واریانس یک متغیره و ضریب همبستگی اسپیرمن - میباشد.
-1-2-2تهیه تصویر حرارتی از داده های حرارتی سنجنده ASTER
در ابتدا باید تصویر به منظور شناسائی و جداسازی پیکسلهایی که دارای ارزش 255 هستند و به نوعی پیکسلهای اشباع - ثبت بیش از حد آشکارسازی سنجنده - شناخته میشوند مورد بررسی قرار میگیرد
