随着全球经济迅速发展与城市化进程加快,城市热岛效应（Urban Heat Island,UHI）现象逐渐显现且其影响不断扩大,已然成为全球性的重大生态环境问题。城市热岛效应不仅加快全球变暖速度、改变城市微气候,更潜移默化地影响着人们的生活与健康。研究城市热岛效应的时空特征与演变规律对推进城市绿色可持续发展有重要意义。遥感监测方法具有大范围全面观测且省时省力的特点,是研究城市热岛效应的重要手段之一。传统方法主要是通过遥感数据反演得到通道亮温或地表温度研究热岛效应,基于近地表气温（百叶箱高度气温）进行的城市热岛效应研究较少。本文以太原市为研究区,选取2002年、2008年、2014年与2020年共7景遥感影像数据,利用单窗算法反演地表温度LST,计算归一化植被指数NDVI、改进的归一化差异水体指数MNDWI、归一化建筑指数NDBI和地表反照率Albedo,结合高程数据DEM共同作为近地表气温的影响因子,分别采用随机森林模型、普通克里金插值法以及多元回归统计法进行近地表气温估算,对比分析后选取精度最高的随机森林模型获取研究区内空间连续的近地表气温,并基于此进行太原市城市热岛效应研究,并引入人体舒适度指数深入探究研究区人居环境舒适度。主要结论如下:（1）本研究基于2020年春、夏、秋、冬四季数据,从平均绝对误差（MAE）与均方根误差（RMSE）两个角度分析,基于随机森林模型的近地表气温估算结果整体精度最高,更符合实际情况,多元回归统计方法次之,普通克里金插值法精度最低,且发现冬夏两季的估算结果准确率高于春秋两季。此外,对近地表气温估算模型的各个自变量参数进行重要性分析,结果表明LST对近地表气温估算模型的影响最大。（2）基于随机森林模型估算的近地表气温结果进行城市热岛效应研究发现,太原市近地表气温由郊区向城区不断升高,热岛效应显著。2002-2020年间,热岛效应显著增强,其中万柏林区与小店区最为明显。高温区、次高温区与中温区重心均向南偏移,其中高温区重心偏移最大,偏移距离达到9862.22米,次中温区与低温区重心均向北有小幅度偏移,最终形成沿汾河河段带状分布的太原市中部热岛和点状分布的太原市南部热岛双热岛中心格局。（3）引入人体舒适度指数,综合考虑近地表气温、风速与相对湿度对人居环境舒适度的影响,研究结果表明2002-2020年间太原市凉爽区与舒适区面积分别减少12.744km~2、617.376km~2,微热区与热区面积分别增加389.4km~2、143.016km~2,太原市人体舒适度整体降低。太原市春季与秋季舒适度高,冬季干冷、夏季湿热,舒适度较低。四季均呈现近郊区比城市中心舒适度高的态势。（4）利用通径分析法分析人体舒适度与其影响因素的相关性,结果表明,气温对CIHB的影响最大,相对湿度和风速对CIHB的影响较小,但会通过气温对人体舒适度产生间接影响。（5）研究区内建筑用地温度最高,水体温度最低,引入NDVI、NDBI、MNDWI、BSI四种指数分析各地表覆被类型与近地表气温的相关性,结果表明,近地表气温与植被和水体呈负相关,与建筑用地和裸土呈正相关。