利用遥感技术监测埃塞俄比亚西沃莱加地区地表温度变化和土地覆盖动态

《Journal of African Earth Sciences》：Monitoring Land Surface Temperature Variations and Land Cover Dynamics in West Wollega, Ethiopia, Using Remote Sensing Technology

本研究基于1992、2002和2022年Landsat影像，结合地面调查和高分辨率数据，分析了西 Wollega 区土地覆盖变化（城市化扩张176.36%，森林和草地分别减少4.3%和21.04%）及其对地表温度（LST）的影响。结果显示NDVI和OSAVI季节性显著，导致LST年际升高（最高升温4.5°C），城市化与植被退化是主因，森林具有降温作用。建议加强可持续土地管理和生态保护以应对升温。

　　

自然资源管理部门，农业学院，Shambu校区，Wollega大学，Shambu，埃塞俄比亚

摘要

本研究考察了三十年间土地利用和土地覆盖（LULC）变化对地表温度（LST）的影响，以探究人类活动对区域气候变异性的影响。通过使用1992年、2002年和2022年的Landsat图像，并结合实地调查和高分辨率数据进行了交叉验证，我们评估了LULC变化及其热效应。采用归一化植被指数（NDVI）和优化土壤调整植被指数（OSAVI）等光谱指数来分析长期LST趋势。研究结果表明，研究区域的居住用地类型发生了显著变化，增加了176.36%；同时，森林和草地面积分别减少了4.3%和21.04%，而裸土和农田面积则分别扩大了47%和21.46%。NDVI和OSAVI的季节性变化在Belg和Kiremt季节尤为明显，并对LST的变异性产生了影响。每年平均LST都在稳步上升，其中城市地区的增幅最大（到2022年上升了4.5°C），这是由于城市热岛效应；其次是农田（上升了3.7°C），这是由于植被减少所致。森林覆盖区的温度增幅较低，表明其具有降温潜力。鉴于可持续土地利用规划的重要性，城市化进程和植被退化加剧了区域变暖现象。因此，增加绿化面积、发展具有气候适应性的城市以及保护森林对于缓解LST上升和增强气候韧性至关重要。这些研究结果强调，土地管理措施必须与适应措施相结合，以避免生态系统受到破坏并阻止局部变暖趋势。

章节摘录

引言

地表温度是地球气候系统中最重要的因素之一，在控制地球能量平衡、天气模式、水文循环和生态系统健康方面起着关键作用（Rehman等人，2022年；Yang & Liu，2025年）。过去二十年来，多项研究表明，LULC变化是局部和区域尺度上LST变化的主要驱动因素（Rehman等人，2022年；Mackinnon等人，2020年）。不同的人类活动

方法论

本研究在埃塞俄比亚西部Oromia地区的West Wollega地带进行。West Wollega地带位于Finfinnee（亚的斯亚贝巴）以西约411公里处，首府为Gimbi，占地面积约为12,745.01平方公里。从天文角度来看，该研究区域位于北纬8°40'0"至9°30'0"、东经35°20'0"至36°之间（图1）。该地区的土地利用类型多样，包括农业、林业和城市区域。

影像数据准确性评估

表2显示了不同土地利用和覆盖类型下卫星数据的准确性评估结果。所有土地利用类别的生产者和用户准确率均高于87%，处于可接受的范围内。整体分类准确率非常好，从2002年的96.7%上升到2022年的97.7%。

结论

本研究揭示了过去三十年来土地利用/土地覆盖的显著变化：非植被区域、耕地和居住区的面积大幅扩大，而森林和草地面积显著减少。NDVI和OSAVI的季节性变化表明，长期来看植被覆盖率整体呈下降趋势，在Kiremt和Belg季节出现极端退化，在Bega季节则持续处于较低水平，这表明土地退化加剧，地表温度上升。

作者贡献声明

Hunduma Abate Keno：数据可视化、项目管理和调查、数据整理。Mitiku Badasa Moisa：数据验证、监督、调查、数据分析、概念构建。Birhanu Kebede Kuris：初稿撰写、数据可视化、资源协调、概念构建。Fedhasa Benti Chalchissa：修订与编辑、监督、软件应用、方法论设计、概念构建

未引用参考文献

Abera等人，2020年；Dagnachew等人，2020年；Sirna等人，2024年；Zhang等人，2024年；Zhao等人，2020a；Zhao等人，2020b。

数据可用性

本研究未涉及任何数据集的生成或分析

伦理批准

本文未涉及任何涉及人类参与者或动物的研究。

利益冲突

作者声明没有利益冲突

利益冲突声明

作者声明与题为“利用遥感技术监测埃塞俄比亚West Wollaga地区地表温度变化和土地覆盖动态”的论文发表无关

致谢

作者感谢Wollega大学提供的支持。