城市化是社会发展的趋势,在城市发展的过程中,为了满足城市建设的需要,大量人口向城市聚集,随着人口数量的增多和地表下垫面性质的改变,产生一系列城市生态环境问题,这些问题已经成为制约城市进一步发展的瓶颈。如兰州市,南北群山围绕,东西地貌复杂,城市外扩极度困难,在城市化的过程中引起的生态问题愈发严重。所以选择研究城市景观格局变化潜在的环境生态效应,对了解城市环境的变化趋势具有重要的意义。本文以兰州城市景观格局和生态环境效应为研究对象,借鉴地理学、生态学、景观学及城市景观的理论,选取兰州市主城区1994~2013年的卫星遥感影像数据,基于GIS技术、空间统计法以及遥感技术,提取城市景观因子,并选取景观指数,定量研究分析城市景观格局的变化特征;利用可见光数据和热红外波段数据,提取热岛效应的影响因子,分析城市景观格局变化而引起的城市热岛的变化趋势,为改善人类生存环境和城市规划提供理论依据。主要工作和结论如下:1、研究兰州市景观格局的变化选取四期不同年份的Landsat TM/ETM+影像数据,提取城市用地分类信息,制作土地利用现状图,对斑块类型面积进行统计分析,研究整体城市用地类型的变化特征,并选取景观指数,分析城市景观格局的变化。结论是多年的城市扩建,促使兰州景观格局发生了巨大的变化,景观类型多样化、空间结构复杂化、空间分布均匀化以及景观破碎化程度加重。2、地表温度的反演及结果分析利用Landsat TM/ETM+影像可见光和热红外波段数据,对其做辐射定标、几何校正、大气校正等相关处理,计算植被指数和第6波段热红外数据辐射亮度;估算单窗算法的三个参数,分别为地表比辐射率、大气透射率以及大气平均作用温度;依据单窗算法理论方法,依据方程传输方式计算每一期的地表温度,分析温度的变化趋势。结果是城市中心区的气温明显高于周边地区,形成明显的城市热岛,并随城市化进程的加剧范围变大。3、城市热岛效应的影响因素分析城市热岛效应主要受城市景观格局变化的影响,是多种因素共同作用的结果。随着城市大规模外扩,城市景观要素中不透水面的占有比例越来越大,城市绿地和水域面积逐年减少,城市地表覆盖性质的改变,使得地表和大气间的水分、物质和能量交换发生变化,热量传输能力减弱,城市的热量最后只能进入空气,形成热环境效应及城市热岛效应。