不透水面是城市最基本的组分之一，其覆盖状况随城市发展的变化对城市局部气候、城市水文、地表能量通量具有举足轻重的作用，进而影响城市人居环境质量和流域健康程度。不透水面作为生态环境效应遥感监测与评估中的一个关键技术指标之一，已经被用于城市水文模拟、水质面源污染、城市热岛效应以及城市专题制图中。 本文以北京城区为研究区，以遥感技术结合实验观测为手段，以研究城市不透水面构成特征为基础，以分析城市内部景观特征的关系为突破，以探索精确提取城区不透水面估算方法为目标，紧密结合城市生态状况，进行北京城区不透水面空间格局、空间扩展及其与城市热岛内在关系的研究。 本文主要工作研究工作和结果如下： 1、通过对比分析四种混合像元分解模型的不透水面估算精度，得出对整个区域而言，Wu&Murray城市分解模型获得的结果最优、归一化V-I-S模型次之，四端元SMA模型最差，且归一化并没有对试验区不透水面分量精度提高有显著改善。 2、利用Wu&Murray城市分解模型，对LandSat TM影像进行信息提取和处理，对北京城区不透水面的空间格局进行分析，通过附有限制条件的线性光谱分解得到的RMS平均值为0.003428。其不透水表面分布结果与同期spot-5对比验证，R2为0.932，均方根误差为0.086。从北京城区不透水面分布图中得出：04年北京试验区内平均不透水面积百分比为41.3％，二环以内的不透水面高达70.3％，二环和三环之间的不透水面为45.3％，随着向外辐射，不透水面比重逐渐减小，三环和四环之间不透水面积百分比为33.53％.四环到五环之间为25.83％，五环到六环之间仅有21.3％。 3、利用多年、多时相的遥感数据，对北京城区的城市不透水面扩张进行研究，得到了北京城市不透水面分布总体特征和城市不透水面多年演变趋势，揭示城市发展与景观类型的变化对不透水面的影响。从04年到07年，北京整个研究区内不透水面从41.04％增加到46.57％，增加了5.53％。其中建成区不透水面从47.91％增加到50.19％，增加了2.28％，相应同期建成区面积也增加了4.6％。 4、利用LandSat TM卫星的热红外影像数据，得到北京城区城市热岛分布总体特征，对不同季节城市热岛变化进行分析。LST与城市植被覆盖、不透水面相结合，进行了绿色空间变化、不透水面积百分比空间变化与热岛效应消长关系的研究分析.NDVI与地表温度LST的相关系数R=-0.8069，两者呈负相关。NDVI每上升0.1，平均地表温度随之降低1.495。C，不透水面百分比ISP与地表温度LST的相关系数R=0.752，两者呈正相关。ISP每上升0.1，平均地表温度相应升高0.86。C。通过对北京城区的不透水面进行热环境响应分析，提出了缓解北京城市热岛效应的措施和建议，包括发展城市绿化、建立规模绿地、重视绿地分布均匀度、采用合理的绿化种植结构以及合理增加城市水面等。