随着生活水平的大幅度提高,城市居民对城市环境提出了更高要求。对城市绿色空间的时空变化进行研究,可以加深对快速城市化背景下城市环境演变的理解,为最终实现城市绿色空间的合理布局,促进其生态效益和社会效益的充分发挥提供指导。城市绿色空间分布广泛且高度破碎,受人为活动干扰强烈且演替频繁,实现复杂环境下城市绿色空间的准确提取对遥感数据源的时空分辨率和信息提取方法都提出了更高的要求。本研究以Landsat影像为主要数据源,采用基于亚像元的城市绿色空间信息提取和变化检测方法,研究了杭州湾6个主要城市20多年来市域范围内城市绿色空间的时空动态及景观格局变化,并进一步在街镇尺度上分析了城市绿色空间和公共公园与人口分布的空间匹配性及环境正义问题。主要研究内容和结论如下：(1)采用以多端元光谱混合分析为基础的区域绿色空间信息提取方法,在亚像元水平上提取了杭州湾城市群主要城市1990、2002和2013年城市绿色空间信息。首先采用阈值法对影像进行纯植被掩膜,有效地减小了模型运算量以及纯植被覆盖区域植被光谱细微变化所带来的干扰。通过在传统VIS模型中加入水体和阴影端元,可以在水绿共生为特色的典型江南水乡城市中较好的提取出湿地、农田水网以及城市内部水体周边的绿色空间信息。此外,在确定不同复杂水平模型的端元光谱时,通过对二端元模型运行结果的检视来选择合适的端元光谱来运行三端元和四端元模型,可以在保证精度的同时提高运算效率。结果表明,以多端元光谱混合分析为基础的区域绿色空间信息提取方法可以较准确地提取城市绿色空间信息,尤其是城市内部零散分布的小斑块绿色空间和道路、河道两旁的线性绿色空间,为正确理解城市环境演变提供了有力的基础。(2)利用1990、2002和2013年亚像元尺度绿色空间信息,构建了RGB植被比例模型。基于RGB加色原理,通过丰富的色彩组合对城市内部绿色空间的细微变化以及区域绿色空间的变化热点进行了可视化表达。结果显示,过去20年,杭州湾地区主要城市区域绿色空间格局发生了剧烈的变化,其中绿色空间的流失主要发生在建成区周边,且2002年后损失更为严重,范围更广。城市中心区域和沿海地区则表现出了绿色空间恢复的趋势。通过对亚像元植被比例进行分级,本文应用景观指数从数量、破碎程度、优势度、聚集度和多样性等方面对城市绿色空间的景观格局在市域范围、老城区和城乡梯度样带三个尺度上进行了研究。市域尺度上绿色空间景观变化反映了城市化对区域环境的影响,总体上经历着以全植被覆盖等级绿色空间为主的景观逐渐退化为无、低和中植被覆盖等级绿色空间景观的过程。强烈的人为活动干扰,尤其是城市建设用地的剧烈蔓延和扩张,切断了原有自然景观在空间上的联系,导致了区域绿色空间景观趋向于破碎化、散布化和无序化。与市域总体变化趋势不同,老城区绿色空间景观改善显著。尤其是2002年以后,零散分布的小斑块绿色空间的增加导致了低覆盖和中覆盖等级绿色空间的增加,逐渐形成网络的城市绿色空间景观将原来大片存在的非透水面分割成较小的斑块,绿色空间景观多样性增强。老城区的绿色空间景观格局变化特征反映出了城市发展和绿化政策对城市核心区域环境的影响。尤其是第二个时期新的绿化政策和创新的绿色空间增长策略,极大地促进了中、低植被覆盖绿色空间在数量和空间分布上的增长,对改善城市内部环境起到了积极的效果。梯度分析进一步揭示了绿色空间景观格局随建成区扩张的时空变化特征。(3)基于人口普查数据,采用基尼系数和泰尔指数对2000年和2010年绿色空间和公共公园与人口在街镇尺度上的空间匹配性进行了研究。随着城市化的推进,绿色空间与人口的不匹配性加剧,而公共公园与人口之间不匹配性则显著减小。在规模较大的城市,绿色空间的不匹配性超过公共公园,成为区域不匹配性的主要问题。在城市和乡镇之间,城市组内部的绿色空间不匹配性要更为严峻,并且城乡之间在绿色空间的获取上差异显著。相比较而言,公共公园的不匹配性主要来自乡镇组内部。由于近年来公园建设的进展,尤其是社区公园和农村公园的建设,乡镇组内部的不匹配性以及城乡之间的差异均得到改善。绿色空间和公共公园的获取上,老龄人口内部存在更大的差异,而外来人口内部则差异较小,这种差异主要是由于外来人口和老龄人口的空间集聚特征所致。通过分别计算城市组和乡镇组不同人口组别的人均绿色空间面积和公共公园面积,清晰地反映出城市居民,尤其是老龄人口,在绿色空间和公共公园获取上存在巨大的城乡差异。而外来人口虽然内部差异较小,但其整体相对于普通居民在公共公园的获取上处于劣势。未来城市绿色空间规划应坚持以人为本的原则,充分考虑不同群体的需求特点,实现环境资源的有效配置及公正分配。快速城市化对区域城市绿色空间景观影响是深远而复杂的。快速增长的人口和繁荣的经济活动刺激着城市对土地的需求,对城市内部及周边绿色空间造成巨大压力。同时,环境保护意识的增强和绿化理念的进步也可能为城市绿色空间带来更加完善的布局和管理。多尺度上研究城市绿色空间对城市化作用的时空响应机制,有助于理解城市环境的现状及其演变规律。基于亚像元的绿色空间信息提取以及景观分析方法,可以获得传统分析方法难以提取的时空演变以及景观格局信息,为Landsat等中等分辨率遥感影像在城市景观生态研究中的应用提供了一个新的思路。