随着社会经济的发展，城市不断向郊区扩展，城市面积不断扩大，城市化水平越来越高，大中型城市热岛效应带来的问题也逐渐显现，如何缓解热岛效应带来的负面影响已经成为学者越来越关心的热点问题。本文以哈尔滨市主城区为研究对象，研究选取2001年、2005年、2013年和2015年的四期同季TM影像为数据源，利用单窗算法反演哈尔滨市主城区地表温度，研究哈尔滨市主城区热岛效应的时空分布特征及其演变规律，并提取研究区内土地覆盖类型，分析各种土地类型的特征及其与热岛效应之间的关系。本研究以SPOT影像为数据提取30块城市绿地斑块，将城市地表温度与城市绿地斑块进行空间耦合分析，以揭示绿地对城市热岛地温格局的干扰影响。本研究得出以下结论:　　(1)本研究以四期Landsat TM遥感影像为数据源，通过大气校正和几何校正等数据预处理，利用单窗算法对Landsat TM遥感影像进行地表温度反演，并采用实际观测温度数据进行验证。通过对2001年至2015年四期TM影像反演温度的结果来看，哈尔滨市主城区大部分面积处于高温区域和次高温区域，极高温区域分布范围较小，并呈孤岛型点、面状或带状等特点，这种温度分布状况与下垫面状况具有良好的一致性。15年间，极高温区和高温区伴随主城区向新开发建设的外围区域扩张而向外扩展，城市热岛的空间格局呈现从城市中心的老城区逐渐向外围新开发建设区域扩展的特点。从热岛等级图的月份来看，城市热岛效应不仅仅存在年际变化，而且不同月份之间也存在差异。通过以上分析发现，哈尔滨市主城区热岛效应显著。　　(2)利用2001年和2015年两幅Landsat TM影像提取土地利用类型，将土地类型分为建筑和硬化路面、林草地、耕地、水体和裸地五种类型。建筑和硬化路面的平均温度最高，水体的平均温度最低，林草地的平均温度大于耕地的平均温度。通过归一化植被指数(NDVI)、归一化差异水体指数(MNDWI)和建筑指数(NDBI)与热岛效应的耦合关系分析:NDVI与地表温度值两者为负相关关系;地表温度值和MNDWI两者呈负相关关系;地表温度值和NDBI两者呈正相关关系。　　(3)通过绿地斑块面积、绿地斑块周长、绿地斑块形状指数与绿地斑块内部平均温度、绿地斑块降温程度、绿地斑块降温范围进行耦合函数可知，绿地斑块面积与绿地斑块内部平均温度呈负相关关系，绿地斑块面积与绿地斑块降温程度和绿地斑块降温范围呈正相关关系，当绿地斑块面积为0.055km2时，绿地斑块对周边温度的降温效率较好，当绿地斑块面积为0.07km2时，绿地斑块对周边降温的面积效率较好;绿地斑块周长与绿地斑块内部平均温度具有一定程度的负相关性，但相关程度较低，绿地斑块周长与绿地斑块降温程度和绿地斑块降温范围具有一定程度的正相关性;绿地斑块的形状指数与绿地斑块内部平均温度呈正相关关系，绿地斑块形状指数与绿地斑块的降温程度和绿地斑块影响范围呈负相关关系。