海绵城市雨水调控设施在防雨防洪的同时,能够有效提升雨水资源的利用率、缓解排水管道压力、减少城市内涝造成的水污染、增加城市绿化、缓解热岛效应等。当前国内外对海绵城市的研究多关注海绵城市设施的设计及其雨水调蓄、净化效果,但其中较少涉及水调节机制的相关研究。明确海绵城市下垫面的水调节机制并探寻影响地表径流的主要因素,能够提升海绵城市规划设计的合理性。本文以福州市6个辖区为研究区,以Landsat影像为主要数据源,通过线性光谱分解法提取下垫面的丰度信息,将其作为SCS-CN模型输入数据,对下垫面地表径流进行模拟,将所获取的下垫面水调节因子与地表径流进行相关性分析和地理探测器分析,探究影响下垫面水调节能力的主导因子和交互影响较大的因子组合。从下垫面组分角度出发,探究下垫面水调节因子对地表径流的影响,分析各因子与地表径流的关系,由此解释海绵城市下垫面的水调节机制。通过坡度与径流深度的关系分析福州市海绵城市规划重点关注区,将区域海绵城市规划目标与研究结果进行比较,分析研究结果的合理性。具体研究结果如下:在对地表径流进行模拟之前,需要对城市下垫面的丰度信息进行提取,本文提出一种基于随机森林的全约束最小二乘法求解线性光谱分解模型（RF-FCLS）,旨在通过提高城市下垫面丰度信息的提取精度,进而提升SCS-CN模型输入数据的准确度,达到提升地表径流模拟精度的目的。通过随机森林对低反照度信息进行区分,在减少不透水面和土壤混淆的同时,缓解影像中阴影区域错误识别的程度。用决定系数（R~2）、平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和标准误差（SE）等4个指标对丰度提取精度进行评价。结果显示,RF-FCLS的植被、不透水面和土壤的R~2分别提高1.95%、1.27%和9.76%;MAE分别降低0.0072、0.0574和提高0.0014;RMSE分别降低0.0072、0.0624和0.0091;SE分别降低了0.0012、0.0186和0.0025。RF-FCLS比FCLS具有更高的精度,将RF-FCLS获取的城市下垫面丰度信息作为SCS-CN模型的输入数据,能够提升该模型的地表径流模拟准确度。地表径流是海绵城市下垫面水调节机制研究的关键因素,根据所获取的城市下垫面丰度信息,计算下垫面复合CN值,再基于SCS-CN模型对地表径流进行模拟。通过下垫面复合CN值表示地表下渗能力,结合不同暴雨强度条件下的地表径流深度,探究福州市海绵城市建设前后下垫面水调节能力的变化。结果显示,2010～2015年,福州市整体下垫面复合CN值由81.00降至79.72,下降了1.28,2015～2020年,整体下垫面复合CN值从79.72降至73.48,降低了6.24;就6个辖区而言,海绵城市建设开展后,仓山区、鼓楼区和台江区等建筑较密集区域的复合CN值明显降低,晋安区、马尾区和长乐区的复合CN值变化较小。不同暴雨强度下的地表径流深度模拟结果表明,随着降雨强度增大,地表径流深度逐渐增加,2010～2015年,各重现期下的平均地表径流深度总体增加了5.44%,2015～2020年,各重现期下的平均地表径流深度总体下降了2.58%。总的来看,海绵城市的建设提升了下垫面的径流下渗能力,削弱了地表径流量,对下垫面“硬化”程度较高的区域下渗能力改善效果更佳。海绵城市建设改变了下垫面组分,进而改变下垫面的水调节能力,其中,下垫面各水调节因子对改变水调节能力的作用力大小是海绵城市下垫面水调节机制研究的主要内容。本文探究下垫面水调节因子与地表径流的关系,将植被丰度、不透水面丰度、土壤丰度、蒸散发、真实地表径流和土壤湿度作为下垫面水调节因子,通过相关性分析和地理探测器分析对海绵城市建设中的下垫面水调节机制进行研究。结果表明,植被丰度与地表径流呈负相关关系,是影响下垫面水调节能力的主导因子;其次是不透水面丰度,其与地表径流呈正相关关系;研究区的土壤区域很少,其与地表径流呈现不相关的关系;蒸散发与土壤湿度对地表径流的影响均较小。交互探测结果中,土壤丰度与植被丰度交互后的解释力值得到大幅提升,呈非线性增强的作用;不透水面丰度与植被丰度的交互解释力值较大,且不透水面与蒸散发和土壤湿度交互后的解释力值提升明显,表明增加城市绿地面积并增加不透水面区域的雨水下渗能力,能够有效地增强该区域的径流削减能力,减少地表径流。城市下垫面水调节机制的研究能够有效地指导海绵城市的规划建设,本文通过分析坡度与地表径流深度的关系,发现福州市建成区均为坡度较低区域,易形成径流,应作为福州市海绵城市建设重点关注区,坡度较高区域应注重森林资源的保护。将研究结果与长乐区海绵城市规划进行比较,发现研究结果的变化趋势与规划目标一致,表明本文研究方法具有一定的科学性,对福州市海绵城市规划建设的指导具有一定的合理性。