在全球气候变暖和快速城市化双核驱动的背景下,城市热环境问题愈演愈烈,人们的生存环境和身体健康受到威胁,城市的可持续发展面临挑战。对城市热环境的时空格局及演变规律进行研究并对其生态安全状况进行科学评价,对于政府充分了解城市过去、现在、甚至未来的热环境状况,进而合理规划城镇布局,改善城市生态环境,促进城市可持续发展具有重要的现实意义。杭州作为浙江省的省会城市和长三角城市群的中心城市之一,随着城市的快速发展其热环境问题日益凸显,2017年,杭州更是步入了新的“火炉”城市的行列。如何在杭州城市发展的同时,兼顾热环境的优化,使“人间天堂”名副其实,对其热环境问题进行系统、深入的研究尤为必要。本文以杭州市为研究区,以1992、1997、2002、2007年的Landsat-5 TM影像,2012年的Landsat-7 ETM+影像和2017年的Landsat-8 OLI/TIRS影像为主要数据源,在RS和GIS技术的支持下,定量分析了杭州市近25年来热环境的时空格局及演化规律,并从生态安全角度对杭州市2002-2022年的热环境状况进行了评价。论文的主要研究内容和结论如下:(1)采用基于影像的算法(IB算法)分别对杭州市1992、1997、2002、2007、2012和2017年的地表温度进行了反演,并利用均值-标准差法界定了城市热环境的等级,在此基础上,采用分区统计的方法从区级尺度上分析了杭州市不同年份城市热环境的空间分布特征。结果表明:杭州市高温和次高温区(热岛区)主要集中分布于其人口、建筑密集,经济发达的中心城区,各经济开发区和工业园区周围也聚集着大面积的热岛;中温区主要在城镇外围的耕地区分布较广;而低温区和次低温区则主要聚集在山区和水域周围。(2)分别从热环境空间分布变化、面积变化和重心迁移三个方面探讨了杭州市1992-2017年来热环境的时空动态演变规律。结果表明:近25年来,杭州市热岛分布主要呈“聚集-中心扩张-连片转移”的变化趋势;热岛面积先大幅增加后逐渐减少,中温区面积变化不大,两低温区面积增减态势相反,热岛效应整体较为明显;除个别年份外,热岛区重心的转移规律和城市重心的转移规律基本相同,而中温和两低温区的转移规律与城市重心相反,表明城市化是城市热环境空间变化的主要驱动力之一。(3)采用空间叠加分析和空间统计的方法,定量分析了杭州市2002-2017年间热环境的生态安全时空格局变化情况。结果表明:杭州市各热环境生态安全等级的空间分布情况与对应地温等级的分布情况大体一致;近15年来,杭州市热环境极高风险区和高风险的面积均呈减少趋势,主要被临界风险区所侵占,而低风险区和安全区面积则逐渐增加。(4)构建了用于城市热环境模拟预测的Logistic-CA-Markov模型,对杭州市2017年的热环境格局进行了模拟,并应用Kappa系数进行模拟精度评价,得出Kappa系数为0.8048,表明模型模拟效果较好;在此基础上,利用LogisticCA-Markov模型对杭州市2022年的热环境生态安全格局进行了模拟。结果表明:2022年杭州市热环境生态安全等级面积临界风险区>高风险区>低风险区>极高风险区>安全区;2017-2022年两高风险区面积进一步减少,而低风险区和安全区面积则明显增加,表明到2022年杭州市热环境状况会有所好转,但由于极高风险区和高风险区面积占比仍然很高,建议杭州城市规划建设时将热环境规划纳入考虑的范畴。