23851

GEOG2 1108

كارشناسي ارشد

سنجش از دور و سيستم اطلاعات جغرافيايي- سيستم اطلاعات جغرافيايي

علوم جغرافيايي و برنامه ريزي

1403/06/17

198 ص.

علي صادقي

داريوش رحيمي

آلودگي هوا , سنتينل-5p , سيستم اطلاعات جغرافيايي , سنجش‌ازدور , گوگل ارث انجين , كلان‌شهر اصفهان

در دهه‌ها و سال‌هاي اخير، آلودگي هوا به‌عنوان يكي از چالش‌هاي كليدي و فراگير در جوامع شهري، به‌ويژه در كشورهاي درحال‌توسعه، به‌شدت موردتوجه قرار گرفته است. شهر اصفهان، به دليل روند سريع توسعه شهري و صنعتي و همچنين رشد جمعيت، با مشكلات جدي و پيچيده‌اي در زمينه آلودگي هوا مواجه است. پژوهش حاضر باهدف تحليل دقيق فضايي و زماني توزيع آلاينده‌هاي هوا در مناطق مختلف اين كلان‌شهر انجام شده است. در اين مطالعه، از داده‌هاي ماهواره‌اي سنتينل 5p و سنجنده Tropomi استخراج شده از سامانه گوگل ارث انجين براي پايش آلاينده‌هاي اصلي نظير منوكسيد كربن (CO)، دي‌اكسيد نيتروژن (NO₂)، دي‌اكسيد گوگرد (SO₂)، ازن (O₃) و متان (CH₄) استفاده گرديده است. بازه زماني مورد بررسي، از تاريخ 1 فروردين 1398 تا 29 اسفند 1402 انتخاب شده است. به منظور اعتبارسنجي داده‌هاي ماهواره‌اي، اين اطلاعات با داده‌هاي ثبت‌شده توسط ايستگاه‌هاي زميني وابسته به سازمان كنترل كيفيت هواي شهرداري اصفهان مقايسه شد و همبستگي معنادار و قابل توجهي بين آن‌ها مشاهده گرديد. پس از تاييد صحت داده‌هاي ماهواره‌اي، بررسي روند تغييرات سالانه آلاينده‌ها نشان داد كه تراكم آلاينده‌هاي NO₂، SO₂، O₃ و CH₄ در طول اين دوره افزايش يافته است، در حالي كه سطح CO نسبتاً ثابت باقي مانده است. همچنين، نتايج تحليل‌هاي فصلي نشان داد كه فصول سرد سال به ويژه فصل زمستان داراي بيشترين تراكم آلاينده‌هاي مختلف از جمله NO2,SO2وCO بوده است. در گام بعد، با بهره‌گيري از سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) و شاخص‌هاي آماري موران، G و Gi، تحليل فضايي توزيع آلاينده‌ها در مناطق مختلف شهر انجام پذيرفت. نتايج اين تحليل‌ها نشان داد كه توزيع آلاينده‌ها در سطح شهر به شكل خوشه‌اي بوده و همه‌ي آلاينده ها به استثناي آلاينده‌ي O3، داراي نوع الگوي High Clusters بودند. همچنين نتايج آماره‌ي Gi نشان داد مناطق 2، 8 و12 به عنوان نقاط داغ و كانون‌هاي اصلي آلودگي هوا در كلان‌شهر اصفهان با سطوح اطمينان 99% و 95% شناخته شدند. همچنين بخش هايي از مناطق 1، 3، 7، 9 و11 نيز با سطح اطمينان 90% در رتبه هاي بعدي كانون آلودگي هوا در كلان‌شهر اصفهان شناخته شدند. همچنين نتايج نشان داد منطقه 4 وبخش هاي از مناطق5، 6 و 15 به عنوان نقاط سرد با سطوح اطمينان 99% ،95%و 90% مشخص شده‌اند كه نشان‌دهنده تراكم پايين آلاينده هاي مختلف در اين مناطق است. همچنين، تحليل تأثير پارامترهاي جوي نظير دما، سرعت باد و فشار هوا بر توزيع و تراكم آلاينده‌ها نشان داد كه اين پارامترها از نظر آماري، همبستگي معناداري با تغييرات آلاينده‌هاي هوا دارند و نقش بسزايي در افزايش شدت آلودگي هوا ايفا مي‌كنند.

Air pollution , Sentinel-5p , Geographic Information System , Remote sensing , Google Earth Engine , Metropolitan city of Isfahan

Spatial and Temporal Analysis of Air Pollutants Distribution in Metropolitan Areas Using Remote Sensing and Geographic Information System (Case Study: Isfahan Metropolis)

جغرافياي طبيعي

In recent decades, air pollution has emerged as a critical and pervasive challenge in urban environments, particularly in developing countries. The city of Isfahan, owing to its rapid urban and industrial development alongside population growth, has encountered significant and complex air pollution problems. This study aimed to conduct a spatiotemporal analysis of air pollutant distribution across different regions of this metropolis. Sentinel-5P and Tropomi satellite data extracted from Google Earth Engine were employed to monitor primary pollutants such as carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO₂), sulfur dioxide (SO₂), ozone (O₃), and methane (CH₄) over the period from March 21, 2019, to December 20, 2023. To validate satellite data, it was compared with ground-based measurements from stations affiliated with Isfahan Municipalityʹs Air Quality Control Organization, revealing a significant and meaningful correlation. Subsequent analysis of annual trends indicated increasing concentrations of NO₂, SO₂, O₃, and CH₄, while CO levels remained relatively stable. Seasonal analysis further demonstrated that cold seasons, especially winter, exhibited the highest concentrations of various pollutants, including NO₂, SO₂, and CO. Spatial analysis using geographic information systems (GIS) and Moranʹs I, G, and Gi* statistics revealed a clustered distribution of pollutants across the city, with all pollutants except O₃ exhibiting high-high clusters. Gi* statistics identified regions 2, 8, and 12 as pollution hotspots with 99% and 95% confidence levels. Additionally, parts of regions 1, 3, 7, 9, and 11 were classified as secondary pollution hotspots with a 90% confidence level. Conversely, region 4 and parts of regions 5, 6, and 15 were identified as coldspots with 99%, 95%, and 90% confidence levels, indicating low pollutant concentrations. Analysis of the impact of meteorological parameters such as temperature, wind speed, and air pressure on pollutant distribution and concentration revealed significant statistical correlations, highlighting their crucial role in exacerbating air pollution.

شهرداري اصفهان

5

36112