当前,城市化进程正在全球范围内以前所未有的速度进行。城市化在给世界带来繁荣和进步的同时,也给全球的生态环境带来了一系列的负面影响。其中,城市气候和水文的变化是城市环境变化的两个主要类型。本次论文以经济发展迅猛的厦门市为例,利用获取的1996年5月17日Landsat 5 TM和2002年9月6日ASTER影像为数据源,以遥感与地理信息系统为手段,开展了城市扩展、土地利用变化、城市热岛效应、城市不透水面信息提取以及地表降雨-径流关系等多方面的专题研究。并对城市热岛、不透水面以及地表径流等与城市热环境较为相关的三个因子进行了重点分析。利用构建的修正后归一化水体指数(MNDWI)、归一化建筑指数(NDBI)和土壤调节植被指数(SAVI)3个指数波段,并通过逻辑运算,实现了城市建成区的准确提取。分析结果显示,从1996年到2002年,厦门市城市建成区面积扩展了46.09km~2。人口增长、经济的飞速发展以及外资的涌入是导致城市扩展的主要原因。利用亮温计算模式反演出了两个年份的热岛分布面积,揭示出厦门市从1996年到2002年城市热岛面积随着城市的扩展增加了23.32km~2。在不透水面信息提取的研究中,利用线性光谱分解法对厦门市中心城区所在的厦门岛不透水面分量进行了提取,不透水面分量呈明显增加趋势,年增加率为5.19%。不透水面的增加,地表降雨-径流关系也随之发生改变。本文利用美国农业部水土保持局的小流域水文模型(SCS模型),对厦门地区地表降雨-径流关系进行了研究,结果表明城市建筑用地面积的增加已导致了研究时段平均径流量增加,地表产流能力加大。研究还发现,随着厦门市城市空间的扩展,区域内部不透水面、地面亮温以及表征地表径流产流能力的径流系数均有明显的增加,三者之间呈明显的线性关系。显然,城市扩展变化是导致城市热环境变化的主要原因。