Spatial analysis of urban expansion and vegetation cover in Al-Bukairiyah Governorate using Geographic Information Systems and remote sensing techniques
DOI:
https://doi.org/10.59992/IJSR.2026.v5n8p11Keywords:
NDVI, NDBI, Spatial Change Analysis, Al-Bukayriyah Governorate, Google Earth EngineAbstract
This study aims to analyze the spatial change of urban expansion and vegetation cover in Al-Bukayriyah Governorate during the period (2015–2025), using Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing techniques, in order to reveal the nature of transformations in land use and the interactive relationship between urban growth and vegetation cover change. The importance of the study comes within the framework of supporting the directions of Saudi Vision 2030 toward achieving sustainable urban development that preserves environmental resources and supports quality of life. The study relied on the descriptive analytical approach and the spatial analysis approach through processing Landsat 8 satellite imagery extracted via Google Earth Engine, with the employment of ArcGIS Pro software to conduct spatial analysis processes and produce thematic maps. NDVI and NDBI indices were also used to monitor changes in vegetation cover and urban expansion across different time periods.
The results showed the existence of clear spatial changes in land uses, as the urban area increased from about (18.3 km²) in 2015 to (25.1 km²) in 2025, while the vegetation cover area decreased from (49.9 km²) to (23.3 km²) during the same period, with an annual loss rate estimated at about (2.6 km²/year). The results also showed the existence of a direct inverse relationship between urban expansion and vegetation cover, represented by the increase in NDBI values versus the decrease in NDVI values.
The study also explained that vegetation cover is concentrated in the eastern sector of the governorate, while dry and semi-desert lands prevail in the western parts, reflecting the impact of natural variation and human activities in shaping the spatial patterns of land uses. The study demonstrated the possibility of employing Remote Sensing and GIS techniques in monitoring spatial changes with high accuracy and supporting spatial analysis and decision-making processes.
The study concluded that Al-Bukayriyah Governorate witnessed clear spatial transformations during the study period between urban expansion and vegetation cover decline, with the continued semi-agricultural and semi-desert character of the governorate, which calls for strengthening sustainable planning policies and protecting environmental resources.
References
1. الحسن، سويداء أحمد الزين، والمدني، جميلة عمر إبراهيم (2024). التوسع العمراني وأثره على الغطاء النباتي في مركز رجال ألمع الإداري بمنطقة عسير خلال الفترة من "2000-2023م". مجلة العلوم التربوية والدراسات الإنسانية، ع36، 421 -398.
2. أبوعلان، خليل محمد خليل (2017)، التطور العمراني وتأثيره على الأراضي الزراعية في مدينة بيرزيت باستخدام نظم المعلومات الجغرافية GIS رام الله فلسطين. مجلة العلوم والدراسات الإنسانية، ع43.
3. المهدي، فضل الله محمود (2015) التوسع العمراني على الأراضي الزراعية في مدينة المرج شمال شرق ليبيا: دراسة جغرافية للعوامل الآثار. المجلة الليبية العالمية، ع 20.
4. أبو العجين، رامي عبدالحي سالم، وبليلة، عمر آدم عبداالله. (2022) أثر النمو السكاني على الأراضي الزراعية في محافظة غزة. مجلة جامعة الأقصى -سلسلة العلوم الإنسانية، مج، 26ع، 1.
5. الجاسر، لميعة بنت عبد العزيز (2009م). التعدي العمراني على حساب الرقعة الزراعية في مدينتي بريدة وعنيزة في الفترة 1986م – 2007م باستخدام نظم الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية. ورقة بحثية مقدمة إلى الملتقى الخامس للجغرافيين العرب، الكويت.
6. الفيفي، أحمد حسن. (2023). التحليل الجيو إحصائي للنمو العمراني في أبها الحضرية. مجلة كلية الآداب والعلوم الإنسانية. العدد (47).
7. المومني، منال عبد الكريم والخوالدة، صالح عابد (2025)، استخدام المنهج الوصفي التحليلي لعادات العقل لدى معلمات العلوم للمرحلة الثانوية في الاردن، جامعة بني سويف، كلية التربية.
8. الأحمدي، أمل جزاء منصور، ونحاس، فاتن حامد. (2021). كشف التغير في الغطاء الأرضي في مدينة المدينة المنورة من عام 1990 إلى. 2020. المجلة العربية للدراسات الجغرافية، ع .18
9. Raynolds, W., Koller, J., & Ejroushi, A. (2022) مقدمة بخصوص نظم المعلومات الجغرافية واستخداماتها في مسوّحات وتحليل التراث الثقافي. منظمة ASOR.
10. عثماني، فتحي وآخرون. (2002). التوسع العمراني في المجتمع الحضري. مذكرة لنيل شهادة مهندس دولة، جامعة أم البواقي، الجزائر.
11. FAO. (2018). The State of the World’s Forests 2018: Forest pathways to sustainable development. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
12. U.S. Geological Survey (USGS). (n.d.). Normalized Difference Vegetation Index (NDVI).
13. Jiwan, N. (2020). Systems Approach and System Analysis. INFLIBNET Centre.
14. Aljaddani, A., Alghamdi, A., & Alsubih, M. (2022). Characterizing the patterns and trends of urban growth in Saudi Arabia’s 13 capital cities using remote sensing data. Remote Sensing, 14(10), 2382.
15. Al-Mutairi, F. (2018). Natural resources and land use patterns in Qassim region. Journal of Saudi Geography, 15(2), 45–60.
16. Al-Faraj, S. (2020). Socio-economic characteristics and urban development in small Saudi cities: A case study of Al-Bukayriyah. Middle East Urban Studies, 12(1), 23–38.
17. Baraldi, A., Gironda, M., & Simonetti, D. (2012). Operational two-stage stratified topographic mapping of land cover from Landsat imagery using spectral indices. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 18, 75–90.
18. Wilcox, R. I., Tom, A. A., & Akadi, A. P. (2017). Impacts of Urban Expansion on Natural Vegetation in Uyo Metropolis. International Journal of Social Sciences (IJSS).
19. Kara, C., & Akçit, N. (2016). Monitoring urban growth and detecting land-use change using GIS and remote sensing: A case study of Kyrenia, Cyprus. Procedia Environmental Sciences, 36, 191–199.
