Phân Tích Mở Rộng Đô Thị và Tác Động của nó Đến Nhiệt Độ Bề Mặt Đất và Thảm Thực Vật Sử Dụng RS và GIS, Một Nghiên Cứu Tại Thành Phố Tây An, Trung Quốc

Springer Science and Business Media LLC - Tập 4 Số 3 - Trang 583-597 - 2020
Ullah, Mohib1, Li, Jing1, Wadood, Bilal2,3
1School of Geography and Tourism, Shaanxi Normal University, Xi’an, China
2State Key Laboratory of Continental Dynamics/Department of Geology, Northwest University, Xi’an, China
3Department of Geology, University of Swabi, Anbar-Swabi, Pakistan

Tóm tắt

Nghiên cứu hiện tại nhằm giải thích tác động của sự mở rộng đô thị lên nhiệt độ bề mặt đất và thảm thực vật của thành phố Tây An, Trung Quốc, sử dụng các kỹ thuật tích hợp của viễn thám (RS) và hệ thống thông tin địa lý (GIS). Đô thị hóa là một trong những yếu tố tiềm năng thúc đẩy sự thay đổi về sử dụng đất/bề mặt đất (LULC), sự giảm thiểu thảm thực vật và sự gia tăng nhiệt độ bề mặt đất (LST). Để tiếp cận thông tin về sự thay đổi bề mặt đất theo không gian và thời gian, việc sử dụng hai nguồn tài nguyên thiết yếu là RS và GIS là không thể thiếu. Nghiên cứu này tập trung vào sự thay đổi LULC ở sáu quận của thành phố Tây An, Trung Quốc trong ba thập kỷ qua (1987–2018) bằng cách sử dụng hình ảnh vệ tinh Landsat. Các hình ảnh từ Máy quét chủ đề (TM), Máy quét chủ đề nâng cao (ETM+) và Hình ảnh Đất hoạt động (OLI) của vệ tinh Landsat được sử dụng. Kết quả như sau: (1) Tây An đã trải qua sự đô thị hóa mạnh mẽ trong 30 năm qua với mức gia tăng 69,6% diện tích đô thị. Mô hình mở rộng đô thị từ 1987 đến 2002 là sự lấp đầy thay phiên và mở rộng rìa tại các quận trung tâm, trong khi từ 2002 đến 2018 là mở rộng rìa chủ yếu về phía ngoài các quận. (2) Đô thị hóa có tác động tiêu cực đến chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI); từ 2002 đến 2018, diễn tích thảm thực vật đã giảm mạnh ở các quận phía ngoài của Tây An. (3) Có một mối quan hệ hợp tác giữa sự mở rộng đô thị và LST. (4) Sự tương quan giữa LST và NDVI là cực kỳ tiêu cực, điều này cho thấy thảm thực vật có thể làm giảm bớt ảnh hưởng của LST ở một mức độ nào đó.

Từ khóa

#Thực vật #Nhiệt độ bề mặt đất #Viễn thám #Hệ thống thông tin địa lý #Đô thị hóa #Tây An #Trung Quốc

Tài liệu tham khảo

Abdelkareem OEA, Elamin HMA, Eltahir MES, Adam HE, Elhaja ME, Rahamtalla AM, Babatunde O, Elmar C (2018) Accuracy assessment of land use land cover in umabdalla natural reserved forest, South Kordofan, Sudan citation_journal_title=Earth Syst Environ; citation_title=Application of landsat data for urban growth monitoring in Jeddah; citation_author=M Almazroui, A Mashat, ME Assiri, MJ Butt; citation_volume=1; citation_issue=2; citation_publication_date=2017; citation_pages=25; citation_doi=10.1007/s41748-017-0028-4; citation_id=CR3 citation_journal_title=Sensors; citation_title=Detailed urban land use land cover classification at the metropolitan scale using a three-layer classification scheme; citation_author=G Cai, H Ren, L Yang, N Zhang, M Du, C Wu; citation_volume=19; citation_issue=14; citation_publication_date=2019; citation_pages=3120; citation_doi=10.3390/s19143120; citation_id=CR4 citation_journal_title=China Remote Sens; citation_title=Evaluation of urbanization dynamics and its impacts on surface heat islands: a case study of Beijing; citation_author=W Chen, Y Zhang, C Pengwang, W Gao; citation_volume=9; citation_issue=5; citation_publication_date=2017; citation_pages=453; citation_doi=10.3390/rs9050453; citation_id=CR5 citation_journal_title=Urban Clim; citation_title=Urbanization and its environmental effects in Shanghai, China; citation_author=L Cui, J Shi; citation_volume=2; citation_publication_date=2012; citation_pages=1-15; citation_doi=10.1016/j.uclim.2012.10.008; citation_id=CR6 citation_journal_title=Model Earth Syst Environ; citation_title=Assessment of the thermal response of variations in land surface around an urban area; citation_author=MT Daramola, EO Eresanya, KA Ishola; citation_volume=4; citation_issue=2; citation_publication_date=2018; citation_pages=535-553; citation_doi=10.1007/s40808-018-0463-8; citation_id=CR7 DESA U (2018) 68% of the world population projected to live in urban areas by 2050, says UN, United Nations Department of Economic and Social Affairs citation_journal_title=Int J Remote Sens; citation_title=A comparison of NDVI intercalibration methods; citation_author=X Fan, Y Liu; citation_volume=38; citation_issue=19; citation_publication_date=2017; citation_pages=5273-5290; citation_doi=10.1080/01431161.2017.1338784; citation_id=CR9 citation_journal_title=Arab J Geosci; citation_title=Monitoring LULC changes and its impact on the LST and NDVI in District 1 of Shiraz City; citation_author=M Fatemi, M Narangifard; citation_volume=12; citation_issue=4; citation_publication_date=2019; citation_pages=127; citation_doi=10.1007/s12517-019-4259-6; citation_id=CR10 citation_journal_title=Environ Sci Pollut Res; citation_title=Investigating the urbanization process and its impact on vegetation change and urban heat island in Wuhan, China; citation_author=X Gui, L Wang, R Yao, D Yu; citation_volume=26; citation_issue=30; citation_publication_date=2019; citation_pages=30808-30825; citation_doi=10.1007/s11356-019-06273-w; citation_id=CR11 citation_journal_title=Intern J Econ Environ Geol; citation_title=Analytical review of land use changes by remote sensing and GIS techniques in district Gujrat, Pakistan; citation_author=SA Hameed, SR Ahmed, A Liaqut, I Younes, R Sadaf; citation_volume=10; citation_issue=2; citation_publication_date=2019; citation_pages=118-123; citation_doi=10.46660/ijeeg.Vol10.Iss2.2019.271; citation_id=CR12 citation_journal_title=Sci Total Environ; citation_title=Spatial structure of surface urban heat island and its relationship with vegetation and built-up areas in Melbourne, Australia; citation_author=Y Jamei, P Rajagopalan, QC Sun; citation_volume=659; citation_publication_date=2019; citation_pages=1335-1351; citation_doi=10.1016/j.scitotenv.2018.12.308; citation_id=CR13 Jonsson L (2015) Evaluation of pixel based and object based classification methods for land cover mapping with high spatial resolution satellite imagery, in the Amazonas, Brazil. Student thesis series INES citation_journal_title=Trends Ecol Evol; citation_title=A distinct urban biogeochemistry?; citation_author=JP Kaye, PM Groffman, NB Grimm, LA Baker, RV Pouyat; citation_volume=21; citation_issue=4; citation_publication_date=2006; citation_pages=192-199; citation_doi=10.1016/j.tree.2005.12.006; citation_id=CR15 citation_journal_title=Euro J Remote Sens; citation_title=Atmospheric correction of Landsat-8/OLI and Sentinel-2/MSI data using iCOR algorithm: validation for coastal and inland waters; citation_author=L Keukelaere, S Sterckx, S Adriaensen, E Knaeps, I Reusen, C Giardino, M Bresciani, P Hunter, C Neil, D Zande, D Vaiciute; citation_volume=51; citation_issue=1; citation_publication_date=2018; citation_pages=525-542; citation_doi=10.1080/22797254.2018.1457937; citation_id=CR16 citation_journal_title=Remote Sens Earth Syst Sci; citation_title=Satellite-driven land surface temperature (LST) using Landsat 5, 7 (TM/ETM + SLC) and Landsat 8 (OLI/TIRS) data and its association with built-up and green cover over urban Delhi, India; citation_author=B Kumari, M Tayyab, J Mallick, MF Khan, A Rahman; citation_volume=1; citation_issue=3–4; citation_publication_date=2018; citation_pages=63-78; citation_doi=10.1007/s41976-018-0004-2; citation_id=CR17 citation_journal_title=J Urban Plan Develop; citation_title=Quantitative analysis of urban expansion using RS and GIS, a case study in Lanzhou; citation_author=X Li, L Liu, X Dong; citation_volume=137; citation_issue=4; citation_publication_date=2011; citation_pages=459-469; citation_doi=10.1061/(ASCE)UP.1943-5444.0000078; citation_id=CR18 citation_journal_title=IEEE Trans Geosci Remote Sens; citation_title=Atmospheric correction of Landsat ETM+ land surface imagery. II Validation and applications; citation_author=S Liang, H Fang, JT Morisette, M Chen, CJ Shuey, CL Walthall, CS Daughtry; citation_volume=40; citation_issue=12; citation_publication_date=2002; citation_pages=2736-2746; citation_doi=10.1109/TGRS.2002.807579; citation_id=CR19 citation_journal_title=Intern J Econ Environ Geol; citation_title=Impact of urbanization growth on land surface temperature using remote sensing and GIS: a case study of Gujranwala City, Punjab, Pakistan; citation_author=A Liaqut, I Younes, R Sadaf, H Zafar; citation_volume=9; citation_issue=3; citation_publication_date=2019; citation_pages=44-49; citation_id=CR20 citation_journal_title=China J Appl Remote Sens; citation_title=Multiscale analysis of urban thermal characteristics: case study of Shijiazhuang; citation_author=K Liu, X Zhang, X Li, H Jiang; citation_volume=8; citation_issue=1; citation_publication_date=2014; citation_pages=083649; citation_doi=10.1117/1.JRS.8.083649; citation_id=CR21 Malik MS, Shukla JP, Mishra S (2019) Relationship of LST, NDBI and NDVI using Landsat-8 data in Kandaihimmat Watershed, Hoshangabad, India citation_journal_title=Asian J Qual Life; citation_title=Vegetation produce an extensive cooling effect; citation_author=A Misni; citation_volume=3; citation_issue=10; citation_publication_date=2018; citation_pages=179-187; citation_doi=10.21834/ajqol.v3i10.114; citation_id=CR23 citation_journal_title=Ecol Ind; citation_title=Impact of rapid urban expansion on green space structure; citation_author=ANM Nor, R Corstanje, JA Harris, T Brewer; citation_volume=81; citation_publication_date=2017; citation_pages=274-284; citation_doi=10.1016/j.ecolind.2017.05.031; citation_id=CR24 citation_journal_title=Land; citation_title=The fractal geometry of urban land use: the case of Ulaanbaatar city, Mongolia; citation_author=M Purevtseren, B Tsegmid, M Indra, M Sugar; citation_volume=7; citation_issue=2; citation_publication_date=2018; citation_pages=67; citation_doi=10.3390/land7020067; citation_id=CR25 citation_journal_title=Remote Sens Environ; citation_title=Characterization of Landsat-7 to Landsat-8 reflective wavelength and normalized difference vegetation index continuity; citation_author=DP Roy, V Kovalskyy, HK Zhang, EF Vermote, L Yan, SS Kumar, A Egorov; citation_volume=185; citation_publication_date=2016; citation_pages=57-70; citation_doi=10.1016/j.rse.2015.12.024; citation_id=CR27 citation_journal_title=Int J Geosci; citation_title=Accuracy assessment of land use/land cover classification using remote sensing and GIS; citation_author=SS Rwanga, JM Ndambuki; citation_volume=8; citation_issue=4; citation_publication_date=2017; citation_pages=611-622; citation_doi=10.4236/ijg.2017.84033; citation_id=CR28 citation_journal_title=Environ Health; citation_title=Health and climate related ecosystem services provided by street trees in the urban environment; citation_author=JA Salmond, M Tadaki, S Vardoulakis, K Arbuthnott, A Coutts, M Demuzere, KN Dirks, C Heaviside, S Lim, H Macintyre, RN McInnes; citation_volume=15; citation_issue=1; citation_publication_date=2016; citation_pages=95-111; citation_doi=10.1186/s12940-016-0178-0; citation_id=CR29 citation_journal_title=Proc Natl Acad Sci; citation_title=Global forecasts of urban expansion to 2030 and direct impacts on biodiversity and carbon pools; citation_author=KC Seto, B Güneralp, LR Hutyra; citation_volume=109; citation_issue=40; citation_publication_date=2012; citation_pages=16083-16088; citation_doi=10.1073/pnas.1211658109; citation_id=CR30 citation_journal_title=J Urban Plan Dev; citation_title=Assessing the impact of land use/land cover on urban heat island pattern in Nanjing City, China; citation_author=W Su, C Gu, G Yang; citation_volume=136; citation_issue=4; citation_publication_date=2010; citation_pages=365-372; citation_doi=10.1061/(ASCE)UP.1943-5444.0000033; citation_id=CR31 citation_journal_title=IEEE J Sel Topics Appl Earth Obs Remote Sens; citation_title=Spectral adjustment model’s analysis and application to remote sensing data; citation_author=JL Villaescusa-Nadal, B Franch, JC Roger, EF Vermote, S Skakun, C Justice; citation_volume=12; citation_issue=3; citation_publication_date=2019; citation_pages=961-972; citation_doi=10.1109/JSTARS.2018.2890068; citation_id=CR32 citation_journal_title=Habitat Intern; citation_title=The new urbanization policy in China: which way forward?; citation_author=XR Wang, ECM Hui, C Choguill, SH Jia; citation_volume=47; citation_publication_date=2015; citation_pages=279-284; citation_doi=10.1016/j.habitatint.2015.02.001; citation_id=CR33 citation_journal_title=South China Remote Sens; citation_title=The impacts of rapid urbanization on the thermal environment: a remote sensing study of Guangzhou; citation_author=Y Xiong, S Huang, F Chen, H Ye, C Wang, C Zhu; citation_volume=4; citation_issue=7; citation_publication_date=2012; citation_pages=2033-2056; citation_doi=10.3390/rs4072033; citation_id=CR34 citation_journal_title=Pol J Environ Stud; citation_title=Landsat-5 time series analysis for land use/land cover change detection using NDVI and semi-supervised classification techniques; citation_author=SM Zaidi, A Akbari, A Abu Samah, NS Kong, A Gisen, J Isabella; citation_volume=26; citation_issue=6; citation_publication_date=2017; citation_pages=2833-2840; citation_doi=10.15244/pjoes/68878; citation_id=CR35 citation_journal_title=Int J Remote Sens; citation_title=Estimation of the relationship between vegetation patches and urban land surface temperature with remote sensing; citation_author=X Zhang, T Zhong, X Feng, K Wang; citation_volume=30; citation_issue=8; citation_publication_date=2009; citation_pages=2105-2118; citation_doi=10.1080/01431160802549252; citation_id=CR36 citation_journal_title=Sci Bull; citation_title=Mass human migration and Beijing’s urban heat island during the Chinese New Year holiday; citation_author=J Zhang, L Wu, F Yuan, J Dou, S Miao; citation_volume=60; citation_issue=11; citation_publication_date=2015; citation_pages=1038-1041; citation_doi=10.1007/s11434-015-0809-9; citation_id=CR37 citation_journal_title=Chin Geogr Sci; citation_title=Urban expansion in China based on remote sensing technology: a review; citation_author=Z Zhang, F Liu, X Zhao, X Wang, L Shi, J Xu, S Yu, Q Wen, L Zuo, L Yi, S Hu; citation_volume=28; citation_issue=5; citation_publication_date=2018; citation_pages=727-743; citation_doi=10.1007/s11769-018-0988-9; citation_id=CR38 citation_journal_title=Environ Geol; citation_title=Monitoring of land subsidence and ground fissures in Xian, China 2005–2006: mapped by SAR interferometry; citation_author=CY Zhao, Q Zhang, XL Ding, Z Lu, CS Yang, XM Qi; citation_volume=58; citation_issue=7; citation_publication_date=2009; citation_pages=1533; citation_doi=10.1007/s00254-008-1654-9; citation_id=CR40 citation_journal_title=J Urban Plan Dev; citation_title=Comparing the spatiotemporal dynamics of urbanization in moderately developed Chinese cities over the past three decades: Case of Nanjing and Xi’an; citation_author=J Zhao, C Zhu, S Zhao; citation_volume=141; citation_issue=4; citation_publication_date=2014; citation_pages=05014029; citation_doi=10.1061/(ASCE)UP.1943-5444.0000251; citation_id=CR41 citation_journal_title=ISPRS J Photogramm Remote Sens; citation_title=Change detection using landsat time series: a review of frequencies, preprocessing, algorithms, and applications; citation_author=Z Zhu; citation_volume=130; citation_publication_date=2017; citation_pages=370-384; citation_doi=10.1016/j.isprsjprs.2017.06.013; citation_id=CR42