بررسی رابطه پوشش گیاهی شهری و درجه حرارت سطح زمین با استفاده از تصویرهای ماهواره ای لندست TM و OLI و سنجه LST در شهر اصفهان

دردهه های اخیر، افزایش جمعیت، رشد سریع صنعتی شدن، افزایش آلودگی هوا در ترازهای پایین جو و آثار جزیره گرمایی، سبب تغییر های قابل ملاحظه   ای در وضع هوا و اقلیم محلی شهرهای بزرگ شده است. آثار محیط های شهری روی جو بیشتر بصورت جزیره های گرمایی ظاهر می شوند. فضای سبز با کاهش دما و افزایش رطوبت و در نهایت کاهش پدیده ی جزیره ی حرارتی و همچنین کاهش رواناب، در ارتقای سطح آسایش شهروندان و در نهایت پایداری محیط شهری موثر خواهد بود. هدف این مطالعه تهیه نقشه های کاربری زمین و سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI و نیز سنجه حرارتی  Land surface temperature (LST) و بررسی نحوه توزیع الگوهای حرارتی سطح زمین و تغییر های زمانی و مکانی پوشش گیاهی و ارتباط آن ها در شهر اصفهان از سال 1985 تا 2016 است.

بدین منظور، تصویر های ماهواره ای سنجنده های TM  و OLI ماهواره لندست از سایت سازمان زمین شناسی ایالت متحده دانلود گردید. با بکارگیری سه تصویر مربوط به سال های 1985، 2010 و 2016، مقدار سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده با استفاده از نرم افزار Terrset کمی گردید و نقشه های آن تهیه شد. سپس با تهیه نقشه کاربری زمین ها به روش طبقه بندی نظارت شده حداکثر احتمال به آنالیز روند تغییر های کاربری هایی از قبیل (شهر، جاده، مزارع کشاورزی، زمین های بایر، رودخانه، کوه و فضای سبز) پرداخته شد. در نهایت برای ارزیابی دمای سطح زمین (LST) و رابطه آن با نقشه پوشش گیاهی، از الگوریتم استخراج دمای سطح زمین (LST) استفاده گردید و نقشه های حرارتی سطح زمین برای شهر اصفهان برای سال های 1985، 2010 و 2016 تهیه شد.

 روند تغییر های کاربری زمین های مختلف در منطقه مورد مطالعه نشان داد که در دوره موردمطالعه، تخریب شدید در پوشش سبز منطقه رخ داده و بخش عمده این تغییر ها در جهت تبدیل شدن به منطقه های شهری بوده است. همچنین، نتایج حاصل نشان دهنده وجود یک رابطه معکوس بین دمای سطح زمین و سنجه NDVI است. نتایج بیانگر پیشرفت جزایر حرارتی شهری به سمت منطقه هایی است که با فقر پوشش گیاهی و توسعه کاربری های ساخت و ساز شده (مسکونی، صنعتی و...) مواجه بوده اند. همچنین نتایج گویای تسریع افزایش دما در سال های اخیر نسبت به سال های گذشته است زیرا افزایش متوسط دمای سالانه در بازه زمانی 2010 تا 2016، 61/0 درجه سانتی گراد بود، در حالی که افزایش متوسط دما به میزان 05/0 درجه سانتیگراد از سال 1985 تا 2010 مشاهده گردید.

تحلیل تغییر های زمانی جزایر حرارتی شهر اصفهان گویای افزایش جزایر گرمایی و کاهش فضایی منطقه های خنک شهری می باشد. می توان نتیجه گرفت که تغییرهایی که در این بازه زمانی 30 ساله (1985-2016) در زمینه های مختلفی از جمله افزایش جمعیت، افزایش مساحت شهری و تغییر کاربری رخ داده در نهایت سبب افزایش مساحت منطقه های داغ و ایجاد جزیره حرارتی در این شهر گشته است. بدلیل وجود همبستگی بین دمای سطح زمین وسنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI  ، لزوم و اهمیت حفاظت و نگهداری کاربری پوشش گیاهی و فضای سبز به ویژه در محیط های شهر  بعنوان یک متغیر بسیار مهم برای تعدیل شرایط آب و هوایی برای نهادهای مسئول در مدیریت شهری ضروری به نظر می رسد. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند دیدگاهی برای مدیریت دقیق و موثر پوشش گیاهی شهری با هدف اصلاح و تغییر روند ایجاد جزایر حرارتی شهری در اختیار برنامه ریزان شهری قرار دهد.