In collaboration with Payame Noor University and Iranian Geography and Urban Planning Association

Document Type : Research Paper

Authors

1 Assistant Professor, Department of Geography, Hakim Sabzevari University

2 M.A. Student of Climatology, Hakim Sabzevari University

Abstract

During the last four decades, the rapid growth of urbanization has dramatically transformed many natural phenomena. Such changes led eventually to changes in the Earth's surface temperature. The purpose of this study was to investigate the relationship between land use changes and spatial variations of thermal islands in Mashhad from 1998 to 2016. Thus, land surface temperature and land use changes of Mashhad were extracted using Landsat satellite imagery (1998- 2016). The CA Markov model has also been used to simulate and predict the expansion of Mashhad. From 1998 to 2016, the constructed area, green space, rangeland and barren lands are changed from 138.52, 46.49, 35.85 and 100.71 square kilometers to 198.87, 29.98, 31.29 and 64.62 square kilometers, respectively. Thermal islands in terms of number and extent in 1998 were less extensive and less synchronous than in 2016. In 1998 the maximum level of temperature was between 42 to 48 degrees Celsius but it reached 46 to 52 in 2016. With respect to the expansion of constructed area in the mentioned time period, the thermal islands are moved from outside of the city to the inside and have been overlapped with hard and impenetrable planes. The obtained results from the prediction illustrate that the expansion of city will occur in northwestern sides more than the others and it will be less in southern sides due to the existence of altitudes.

Keywords

امیری، رضا، علی­محمدی، عباس و علوی پناه ، سیدکاظم  (1386). مطالعه تغییرپذیری فضایی زمانی حرارت در ارتباط با کاربری/پوشش زمین در منطقه شهری تبریز با استفاده از داده‌های حرارتی و انعکاسی TM و ETM   لند ست. مجله محیط شناسی، 33( ۴۳)، ۱۲۰-۱۰۷.
داداش پور، هاشم، رفیعیان، مجتبی و جهان زاد، نریمان (۱۳۹۸). تدوین الگوی بهینه کاربری اراضی با رویکرد اکولوژیک در مجموعه شهری مشهد. فصلنامه برنامه­ریزی توسعه کالبدی، ۴(۱۳)، ۷۱-۸۲.
سلطانی مقدس، ریحانه (۱۳۹۸). پیامدهای مکانی- فضایی تغییر کاربری اراضی سکونتگاه های روستایی(مطالعه موردی: شهرستان قرچک - استان تهران). فصلنامه برنامه­ریزی توسعه کالبدی، ۴(۱۴)، 94-79.
رمضانی، نفیسه و رضا، جعفری (۱۳۹۳). آشکارسازی تغییرات کاربری و پوشش اراضی در افق ۱۴۰۴ با استفاده از مدل زنجیره‌ای CA مارکوف (مطالعه موردی: اسفراین). فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، ۲۹(4)، 96-83.
رنگزن، کاظم، فیروزی، محمدعلی، تقی­زاده، ایوب و مهدی­زاده، رامین (۱۳۹۰). بررسی و تحلیل نقش کاربری در
شکل‌گیری جزایر حرارتی با استفاده از R.S, GIS نمونه موردی شهر اهواز، سمینار ملی کاربرد GIS در برنامه‌ریزی اقتصادی، اجتماعی و شهری، تهران.
فلاح­زاده، فاطمه (1388). مطالعه روند دمای میکرو اقلیم شهر یزد. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه یزد.
واحدیان بیکی، لیلا، پوراحمد، احمد، و سیف الدینی، فرانک (۱۳۹۰). اثر توسعه فیزیکی شهر تهران بر تغییر کاربری اراضی منطقه 5. فصلنامه علمی- پژوهشی نگرشی نو در جغرافیای انسانی، 4(1)، 44-29.
ولیزاده کامران، غلام نیا، خلیل، عینالی، گلزار و موسوی، محمد (1396). برآورد دمای سطح زمین و استخراج جزایر حرارتی بـا اسـتفاده از الگـوریتم پنجره مجزا و تحلیل رگرسیون چند متغیره (مطالعه موردی شهر زنجان). نشریه پژوهش و برنامه­ریزی شهری، 8(30)، 50-35.
 Feizizadeh, B., Blaschke, T., Nazmfar, H., Akbari, E., & Kohbanani, H. R. (2013). Monitoring land surface temperature relationship to land use/land cover from satellite imagery in Maraqeh County, Iran. Journal of Environmental Planning and Management, Vol. 56, No,9, s1290-1315.‏
Gallo, K. P., McNab, A. L., Karl, T. R., Brown, J. F., Hood, J. J., & Tarpley, J. D. (1993). The use of NOAA AVHRR data for assessment of the urban heat island effect. Journal of Applied Meteorology, Vol.32, No.5, 899-908.‏
Guan, D., Li, H., Inohae, T., Su, W., Nagaie, T., & Hokao, K. (2011). Modeling urban land use change by the integration of cellular automaton and Markov model. Journal of Applied Ecological Modelling, Vol.222. 3761-3772.‏
Jiang, J., & Tian, G. (2010). Analysis of the impact of land use/land cover change on land surface temperature with remote sensing. Journal of Applied Procedia environmental sciences, Vol.2, 571-575.‏
Liu, L., & Zhang, Y. (2011). Urban heat island analysis using the Landsat TM data and ASTER data: A case study in Hong Kong. Remote Sensing, Vol.3, No.7, 1535-1552.‏
Matson, M., Mcclain, E. P., McGinnis Jr, D. F., & Pritchard, J. A. (1978). Satellite detection of urban heat islands. Journal of Applied Monthly Weather Review, Vol.106, No.12, 1725-1734.‏
Rao, P. K. (1972). Remote sensing of urban" heat islands" from an environmental satellite. Bulletin of the American meteorological society, Vol.53, No.7, 647-648.‏
Rose, A.L., M. D. Devadas. (2009). Analysis of land surface temperature and land use/land cover types using remote sensing imagery a case internal city, India. The seventh International Conference on Urban Climate, 29 June - 3 July 2009, Yokohama, Japan.
Roth, M., Oke, T. R., & Emery, W. J. (1989). Satellite-derived urban heat islands from three coastal cities and the utilization of such data in urban climatology. International Journal of Remote Sensing, Vol.10, No.11, 1699-1720.‏
Sobrino, J. A., Jimenez-Munoz, J. C., & Paolini, L. (2004). Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM 5. Remote Sensing of environment, Vol.90, No.4, 434-440.‏
Tan, J., Zheng, Y., Tang, X., Guo, C., Li, L., Song, G., ... & Chen, H. (2010). The urban heat island and its impact on heat waves and human health in Shanghai. International journal of biometeorology, 54(1), 75-84.‏
Wang, S. Q., Zheng, X. Q., & Zang, X. B. (2012). Accuracy assessments of land use change simulation based on Markov-cellular automata model. Procedia Environmental Sciences, Vol.13, 1238-1245.‏
Weng, Q., & Yang, S. (2004). Managing the adverse thermal effects of urban development in a densely populated Chinese city. Journal of Environmental Management, Vol.70, No.2, 145-156.‏
Xiao, J., & Moody, A. (2005). A comparison of methods for estimating fractional green vegetation cover within a desert-to-upland transition zone in central New Mexico, USA. Remote sensing of environment, Vol.98, No. 3, 237-250.‏
Zhan, Q., Meng, F., & Xiao, Y. (2015). Exploring the relationships of between land surface temperature, ground coverage ratio and building volume density in an urbanized environment. The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol.40, No.7, 255.‏