当前,人类面临全球气候变化的巨大挑战,而热环境变化是气候变化领域中重要的研究对象,热环境变化会影响水汽循环过程、雾霾消散以及极端天气的形成等多个方面。人类活动是影响热环境变化的重要因素,如人为改变下垫面与人为热排放等活动对区域热环境变化具有重要的影响,如何量化人类活动的影响,认识热环境变化的本源,对提升应对热环境变化能力具有重要意义,是亟待解决的科学问题。本文从两个方面探讨了人类活动对热环境的影响。一方面,针对人为改变下垫面土地利用/覆盖影响研究不够精细,忽略了同一类别内不同地物变化影响的问题,本文以作物轮作为例探索了下垫面精细变化与区域温度时空变化的关联性。另一方面,针对以集中供暖为例的人为热排放影响研究中缺乏过程影响的定量评估,以及基于数值模型方法对集中供暖热高估的问题,本文结合实际观测与统计数据开展了集中供暖热影响的深入研究。本文充分挖掘遥感影像时间序列数据的优势,提出了热环境累积效应的定量评价方法,突破当前缺乏热环境过程评价的技术问题。本文的主要研究成果与创新点总结如下:（1）基于多时相遥感影像构建了累积热变异指数,解决了基于单时相影像无法评价作物生长变化的过程影响的问题,基于提出的指数首次研究了精细作物变化（作物轮作）对热环境的影响。研究发现部分作物的轮作会对区域的热环境产生影响,作物面积的变化与热环境变化密切相关,其中棉花/玉米、棉花/冬小麦的面积比例变化与年累积热变异指数相关系数分别为0.85和0.75。表明当研究区农田由种植冬小麦、玉米转为种植棉花会导致区域的年累积地表温度升高。并且棉花/冬小麦轮作对热环境变化的贡献（35%）要显著高于气温的贡献（26%）。相对于传统的基于单时相的方法,年累积热变异指数更综合地反映作物完整生长变化的影响,实现从瞬时评价到过程评价的转变,提升了评价的全面性。（2）基于遥感时间序列影像提出了等效热岛指数,实现了集中供暖热对城市热环境影响的综合评价。针对单一时相温度信息无法体现整个供暖季人为热变化对热环境的影响的问题,本文基于遥感影像时间序列构建了等效热岛指数,定量评价了城市在供暖季的热岛变化。研究发现:城市在夜间的热岛现象明显,等效热岛面积呈现增加的趋势,面积空间变化的方向与城市扩建过程中重心偏移的方向相同。城市夜间等效热岛面积与集中供暖热呈现高度正相关,其中沈阳相关系数为0.89,长春相关系数为0.93,哈尔滨相关系数为0.86,表明随着供暖热的增加夜间等效热岛面积增加。并且集中供暖对热岛的贡献与不透水面相近,远远大于气温的贡献。综上,基于时间累积的等效热岛指数能展现城市内部不同区域的差异情况,反映整个供暖季的累积效应,有助于长时间段的热环境的综合评价。（3）基于遥感数据和人口数据优化了气候预报模式WRF,提高了城市热环境模拟的精度。WRF自带土地利用数据陈旧与研究区情况存在差距,而且基于不透水面划分城市区域时存在高估建筑密集区的问题,因此提出基于不透水面与人口数据结合的城市建筑密集区划分改进方法,制作新的土地利用图更新模式的输入。同时基于人为热模型计算了研究区的人为热通量,更新了模型的人为热默认值。研究发现模拟结果与站点监测数据在沈阳研究区的相关系数为0.93,均方根误差为1.74;在长春研究区的相关系数为0.96,均方根误差为2.52;在哈尔滨研究区的相关系数为0.94,均方根误差为1.56;表明优化后的WRF模型的精度显著提高,可用于城市热环境的精细模拟。（4）基于人为热模型与集中供暖数据改进了集中供暖热的计算,解决了基于模式研究时集中供暖热高估的问题,模拟了城市气温对不同集中供暖热的响应,研究结果表明集中供暖热的增加导致了城市气温升高,其中城市高密集区的平均升温约为0.26℃,中密集区升高约0.11℃,而对于城市低密集区则影响微弱。当供暖热加倍时,城市气温的增幅相应增大。相对于没有集中供暖热,加入集中供暖热后城市中心区出现累积热岛频率增高、等效热岛强度增大的现象。表明集中供暖热对城市热岛变化具有一定的影响,影响程度随着城市供暖热量、城市密集度的不同而不同,研究结果可为城市热环境变化预测提供理论参考。