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近年来,中国城市化发展迅速,城市变化日新月异。城市不断发展的同时,也伴随着区域发展不平衡、环境污染等一系列问题。其中备受国民关注的雾霾天气,已经成为我国大部分城市面临的主要空气污染问题。因此,对城市化水平与PM2.5之间关系进行深入研究,可以对城市绿色可持续发展提供有效建议。当前研究主要是基于传统的统计信息构建城市化指标,从而对研究区域的城市化水平与空气质量指标进行分析,但由于传统方法利用统计信息存在一定的人工误差、部分区域数据缺乏,限制对该方向研究的深入。遥感数据具有范围广、获取方便等优点,其中DMSP/OLS夜间灯光影像通过所获取的地表光源信息来监测城镇、乡村灯光,可以有效反映城市特征,已被逐渐引入城市领域相关研究。本研究采用基于不变目标区域校正方法对DMSP/OLS夜间灯光数据进行影像校正,以消除影像数据饱和及不可比问题。通过构建平均夜间灯光强度指数反映城市化水平,并且以此为基础分析中原城市群城市化水平与PM2.5浓度变化的时空分布特征。结合GIS空间分析、地理加权回归分析、构建耦合度模型等研究方法,对中原城市群PM2.5与城市化时空耦合关系进行深入研究,并利用地理探测器对PM2.5浓度的影响因子进行分析。研究的主要结论如下:（1）基于校正后的DMSP/OLS夜间灯光数据进行中原城市群城市化研究,夜间灯光指数对城市化水平的评估能力较好,能够较为准确地反映中原城市群城市化水平变化的时空特征。（2）中原城市群内各地市的城市化水平存在较大的差异。各年份研究区内城市化水平较高的区域位于中原城市群的中部以及北部,即豫中、豫北以及河北省南部地区,城市化水平较低的区域位于中原城市群西部、南部以及东部部分城市,且多位于城市群外围。中原城市群中东部与东北部PM2.5浓度均值较高,而西北部与西南部PM2.5浓度均值处于较低范围,说明研究区内的地形地貌与植被覆盖程度对PM2.5的空间分布具有较大影响,且浓度较高的地区主要集中在城镇区域,与人类活动也具有一定的相关性。（3）基于研究区建成区的提取结果,进行城市区域与非城市区域的PM2.5浓度变化情况分析。1998年至2013年城市区域的PM2.5浓度均值一直高于非城市区域PM2.5浓度均值,二者的波动变化情况与中原城市群16年平均浓度的均值变化趋势基本一致。（4）在灯光亮度的“峰值区”,大都对应PM2.5浓度的“峰值区”,能够说明人类活动以及城市化对PM2.5浓度的空间分布具有比较大的影响。中原城市群PM2.5浓度重心与城市重心都出现了显著偏移。PM2.5浓度重心的经纬度波动均比较大,相较而言城市重心的经纬度变化比较平稳。城市重心的移动方向与PM2.5浓度重心的移动方向在东西方向和南北方向均具有一定的相关性。（5）地理加权回归模型能够很好地揭示PM2.5浓度与平均夜间灯光指数的关系。无论是在地市尺度上还是区县尺度上,西部地区平均夜间灯光指数所代表的城市化水平对该区域PM2.5的解释程度较好,且二者呈现正相关,说明在本区域城市化的发展对环境的影响程度较大,发展的越快对环境的污染越严重,PM2.5浓度水平越高。（6）通过构建耦合度模型发现,2003年到2013年中原城市群PM2.5与城市化水平耦合度总体呈上升趋势,略有下降,保持在较高水平。经济发展水平较高的地市,耦合指数较高,PM2.5与城市化水平相互作用越强。（7）影响因子解析结果说明不同因子对PM2.5浓度影响差异显著,从2003年到2013年建成区面积和全市人均GDP逐渐成为中原城市群PM2.5浓度分布的主要影响因子。2003年、2008年、2013年按照各年份研究地市按耦合类型划分区域分别利用地理探测器进行影响因子探测,发现整体与各部分得出的研究结果有较大差异,各年份各类型大部分都是灯光数据代表的综合城市化水平解释力最大,各区域在各个阶段主要影响因子各不相同。本文基于夜间灯光数据研究中原城市群的城市化水平,分别从地市和区县两个尺度上利用地理加权回归模型定量分析区域城市化水平与PM2.5浓度之间的相关性,并构建耦合度模型探讨中原城市群城市化水平与PM2.5浓度的耦合关系,为区域的可持续发展提供参考依据并将为夜间灯光数据引入到生态环境领域等相关研究中提供案例。