Abstract Human activities are altering the existing patterns of Land Use Land Cover (LULC) and Land Surface Temperature (LST) on a global scale. However, long-term trends of LULC and LST are largely unknown in many remote mountain areas such as the Karakorum. . The objective of our study therefore was to evaluate the historical changes in land use and land cover (LULC) in an alpine environment located in Islamabad Capital Territory, Pakistan. We used Landsat satellite pictures (namely Landsat 5 TM and Landsat 8 OLI) from the years 1988, 2002, and 2016 and applied the Maximum Likelihood Classification (MLC) approach to categorize land use classes. Land Surface Temperatures (LST) were calculated using the thermal bands (6, 10, and 11) of Landsat series data. The correlation between the Human Modification Index (HMI) and LULC as well as LST was evaluated by utilizing data from Google Earth Engine (GEE). Over the study period, the urbanized area increased by 9.94%, whilst the agricultural and bare soil areas decreased by 3.81% and 3.94%, respectively. The findings revealed a significant change in the LULC with a decrease of 1.99% in vegetation. The highest LST class exhibited a progressive trend, with an increase from 12.27% to 48.48%. Based on the LST analysis, the built-up area shows the highest temperature, followed by the barren, agricultural, and vegetation categories. Similarly, the HMI for different LST categories indicates that higher LST categories have higher levels of human alteration compared to lower LST categories, with a strong correlation (R-value = 0.61) between HMI and LST. The findings can be utilized to promote sustainable urban management and for biodiversity conservation efforts. The work also has the potential of utilizing it to protect delicate ecosystems from human interference and to formulate strategies and regulations for sustainable urban growth, including aspects of land utilization and zoning, reduction of urban heat stress, and urban infrastructure. (LULC (LST scale However longterm long term Karakorum Territory Pakistan namely OLI 1988 2002 201 MLC (MLC classes 6, 6 (6 10 11 (HMI GEE. GEE (GEE) period 994 9 94 9.94% 381 3 81 3.81 394 3.94% respectively 199 1 99 1.99 trend 1227 12 27 12.27 4848 48 48.48% analysis builtup built up temperature barren Similarly Rvalue R value 0.61 061 0 61 efforts growth zoning stress infrastructure 198 200 20 ( (GEE 9.94 38 3.8 39 3.94 19 1.9 122 2 12.2 484 4 48.48 0.6 06 9.9 3. 3.9 1. 12. 48.4 0. 9. 48.
Resumo As atividades humanas estão alterando os padrões existentes de uso e cobertura do solo (LULC) e temperatura da superfície terrestre (TST) em escala global. No entanto, as tendências a longo prazo de LULC e LST são, em grande parte, desconhecidas em muitas áreas montanhosas remotas, como em Karakorum. O objetivo do nosso estudo foi, portanto, avaliar as mudanças históricas no uso e cobertura da terra (LULC) em um ambiente alpino localizado no Território da Capital Islamabad, Paquistão. Utilizamos imagens de satélite Landsat (nomeadamente Landsat 5 TM e Landsat 8 OLI) dos anos de 1988, 2002 e 2016 e aplicamos a abordagem de Classificação de Máxima Verossimilhança (MLC) para categorizar as classes de uso da terra. As temperaturas da superfície terrestre (TST) foram calculadas usando as bandas térmicas (6, 10 e 11) dos dados da série Landsat. A correlação entre o Índice de Modificação Humana (HMI) e o LULC, bem como o LST, foi avaliada utilizando dados do Google Earth Engine (GEE). Durante o período de estudo, a área urbanizada aumentou 9,94%, enquanto as áreas agrícolas e de solo descoberto diminuíram 3,81% e 3,94%, respectivamente. Os resultados revelaram uma mudança significativa no LULC, com uma diminuição de 1,99% na vegetação. A classe LST mais alta apresentou tendência progressiva, com aumento de 12,27% para 48,48%. Com base na análise do LST, a área construída apresentou a temperatura mais elevada, seguida pelas categorias árida, agrícola e vegetação. Da mesma forma, o HMI para diferentes categorias de LST indicou que as categorias mais altas de LST apresentaram níveis mais elevados de alteração humana em comparação com as categorias mais baixas de LST, com uma forte correlação (valor R = 0,61) entre HMI e LST. As conclusões podem ser tomadas como base para promover a gestão urbana sustentável e para esforços de conservação da biodiversidade. O trabalho também tem o potencial de ser utilizado para proteger ecossistemas delicados da interferência humana e para formular estratégias e regulamentos para o crescimento urbano sustentável, incluindo aspectos de utilização e zoneamento da terra, redução do estresse térmico urbano e infraestrutura urbana. (LULC TST (TST global entanto são parte remotas Karakorum portanto Islamabad Paquistão nomeadamente OLI 1988 200 201 MLC (MLC 6, 6 (6 1 11 (HMI GEE. GEE . (GEE) 994 9 94 9,94% 381 3 81 3,81 394 3,94% respectivamente 199 99 1,99 vegetação progressiva 1227 12 27 12,27 4848 48 48,48% elevada árida forma valor 0,61 061 0 61 biodiversidade 198 20 ( (GEE 9,94 38 3,8 39 3,94 19 1,9 122 2 12,2 484 4 48,48 0,6 06 9,9 3, 3,9 1, 12, 48,4 0, 9, 48,