DETERMINING THE EFFECT OF SPATIAL AND TEMPORARY CHANGE OF LAND COVER ON LAND SURFACE TEMPERATURE USING REMOTE SENSING AID, THE CASE OF İSTANBUL PENDİK DISTRICT

Abstract

Recently, the increase in settlements following the rapid population growth, has led to a change in land cover. The change in land cover has negative impacts on LST (Land Surface Temperature). These negative impacts cause global warming, climate change, and many other problems. In this study; the land cover change in Istanbul province between the years 1986-2021 was investigated by 4 different indices (NDBI, NDVI, NDWI, and DBSI) using the data of CE (Climate Engine) platform. The resulting index values and correlations were made between LST. The effect of temporal and spatial land cover change on LST was then determined. Results indicate an increase in vegetation, drought and LST. Furthermore, according to the findings of this study, the NDBI index (Normalize Difference Build-up Index) did not separate the settlements and dry bare land. The obtained results are incomplete in NDBI index analysis of settlements. The significance of this study is that the data is obtained from the 35 years of CE platform which adds more reliability to the results compared to previous studies.

Keywords

• Land Cover
• Land Surface Temperature
• LST
• Climate Engine

ARAZİ ÖRTÜSÜNUN MEKANSAL VE ZAMANSAL OLARAK DEĞİŞİMİNİN YER YÜZEY SICAKLIĞINA OLAN ETKİSİNİN UZAKTAN ALGILAMA YARDIMI İLE BELİRLENMESİ, İSTANBUL PENDİK İLÇESİ ÖRNEKLEMİ

Abstract

Son yıllarda, hızlı nüfus artışından dolayı yerleşim alanlarının büyümesi, arazi örtüsünün değişimine neden olmuştur. Arazi örtüsünün değişimi LST (yer yüzey sıcaklığı) üzerinde olumsuz etkiler yaratmaktadır. Bu olumsuz etkiler küresel ısınmaya, iklim değişikliğine ve bir çok insani problemlere neden olmaktadır. Bu çalışmada; İstanbul ili Pendik ilçesinin 1986 - 2021 yılları arasında arazi örtüsünde görülen değişimi, CE (Climate Engine) platformunun verileri kullanılarak 4 farklı indeks üzerinde (NDBI, NDVI, NDWI ve DBSI) incelenmiştir. Elde edilen indeks değerleri ve LST arasında korelasyon hesapları yapılmıştır. Ardından, arazi örtüsünün zamansal ve mekansal değişiminin LST üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Sonuçlar; bitki örtüsünün, kuraklığın ve LST nin arttığını göstermektedir. İncelemelerde NDBI (normalize edilmiş yerleşim alanı indeksi) indeksinin, yerleşim alanları ve kuru çıplak araziyi ayıramadığı belirlenmiştir. Bu sonuç; NDBI indeksinin yerleşim alanları analizinde tek başında yetersiz kaldığı sonucunu doğurmaktadır. Bu çalışmanın özgün değeri; verilerin 35 senelik CE platformundan elde edilmiş olmasıdır. Bu değerler, önceki çalışmalara göre daha güvenilir sonuçlar üretmiştir.

Keywords

• Arazi örtüsü
• Yer yüzey sıcaklığı
• LST
• Climate Engine

References

1. Alig, R. J., Kline, J. D., & Lichtenstein, M. (2004). Urbanization on the US landscape: looking ahead in the 21st century. Landscape and urban planning, 69(2-3), 219-234.
2. Alig, R. J., Kline, J. D., & Lichtenstein, M. (2004). Urbanization on the US landscape: looking ahead in the 21st century. Landscape and urban planning, 69(2-3), 219-234.
3. Arnfield, A. J. (2003). Two decades of urban climate research: a review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island. International Journal of Climatology: a Journal of the Royal Meteorological Society, 23(1), 1-26.
4. Chen, Y. C., Chiu, H. W., Su, Y. F., Wu, Y. C., & Cheng, K. S. (2017). Does urbanization increase diurnal land surface temperature variation? Evidence and implications. Landscape and Urban Planning, 157, 247-258.
5. Forman, R. T. (1995). Some general principles of landscape and regional ecology. Landscape ecology, 10(3), 133-142. Gao, B. C. (1996). NDWI—A normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space. Remote sensing of environment, 58(3), 257-266.
6. Gerçek, D., & Bayraktar, N. T. Kentsel ısı adası etkisinin uzaktan algılama ile tespiti ve değerlendirilmesi: İzmit kenti örneği.
7. Guo, G., Wu, Z., Xiao, R., Chen, Y., Liu, X., & Zhang, X. (2015). Impacts of urban biophysical composition on land surface temperature in urban heat island clusters. Landscape and Urban Planning, 135, 1-10.
8. Gustafson, E. J. (1998). Quantifying landscape spatial pattern: what is the state of the art?. Ecosystems, 1(2), 143-156. Jackson, R. D., & Huete, A. R. (1991). Interpreting vegetation indices. Preventive veterinary medicine, 11(3-4), 185-200.

9. Pendik Belediyesi. Pendik Anonim Haritası. Mahalle Nüfus Haritası. Erişim adresi: https://cbs.pendik.bel.tr/
10. Pendik Belediyesi. Pendik belediyesi 2020-2024 stratejik planı. Erişim adresi: https://www.pendik.bel.tr/data/dokumanlar/5db28a3b58140_2020-2024-strateejik-plani.pdf
11. Poumadere, M., Mays, C., Le Mer, S., & Blong, R. (2005). The 2003 heat wave in France: dangerous climate change here and now. Risk Analysis: an International Journal, 25(6), 1483-1494.
12. Qiao, Z., Tian, G., & Xiao, L. (2013). Diurnal and seasonal impacts of urbanization on the urban thermal environment: A case study of Beijing using MODIS data. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 85, 93-101.
13. Qin, Z., & Karnieli, A. (1999). Progress in the remote sensing of land surface temperature and ground emissivity using NOAA-AVHRR data. International journal of remote sensing, 20(12), 2367-2393.
14. Rasul, A., Balzter, H., Ibrahim, G. R. F., Hameed, H. M., Wheeler, J., Adamu, B., ... & Najmaddin, P. M. (2018). Applying built-up and bare-soil indices from Landsat 8 to cities in dry climates. Land, 7(3), 81.
15. Tran, D. X., Pla, F., Latorre-Carmona, P., Myint, S. W., Caetano, M., & Kieu, H. V. (2017). Characterizing the relationship between land use land cover change and land surface temperature. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 124, 119-132.
16. Turner, M. G. (2005). Landscape ecology: what is the state of the science?. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst., 36, 319-344. Türkiye Nüfusu. Türkiye illeri. Erişim adresi: https://www.nufusu.com/iller
17. Voogt, J. A., & Oke, T. R. (2003). Thermal remote sensing of urban climates. Remote sensing of environment, 86(3), 370-384. White, M. A., Nemani, R. R., Thornton, P. E., & Running, S. W. (2002). Satellite evidence of phenological differences between urbanized and rural areas of the eastern United States deciduous broadleaf forest. Ecosystems, 5, 260–277.
18. Zha, Y., Gao, J., & Ni, S. (2003). Use of normalized difference built-up index in automatically mapping urban areas from TM imagery. International journal of remote sensing, 24(3), 583-594.
19. Zhao, Z. Q., He, B. J., Li, L. G., Wang, H. B., & Darko, A. (2017). Profile and concentric zonal analysis of relationships between land use/land cover and land surface temperature: Case study of Shenyang, China. Energy and Buildings, 155, 282-295.
20. Zhou, W., Huang, G., & Cadenasso, M. L. (2011). Does spatial configuration matter? Understanding the effects of land cover pattern on land surface temperature in urban landscapes. Landscape and urban planning, 102(1), 54-63.