城市热环境是城市环境在热力场中的综合表现。研究多源、多时相遥感数据在城市热场监测中的应用途径与应用方法，对于探讨城市热场分布的成因、强度、内部热力结构特点、动态变化规律和由此产生的一系列环境恶化问题，具有非常重要的学术意义和实用价值。　　 以上海作为研究区，本文选取航空高光谱OMIS1遥感图像和多时相极轨气象卫星FY-1D、NOAA-12、NOAA-16和NOAA-17数据作为主要的遥感信息源，探讨了多源、多时相遥感数据在城市热场监测应用中的数据处理与应用方法。论文从数据的预处理方法研究开始，研究了热红外波段的地表温度反演方法，最后结合常规监测数据探讨了热场监测的遥感应用。　　 论文研究主要取得了如下成果和结论：　　 (1)数据预处理方面：针对不同时相的4颗极轨气象卫星数据，研究了图像数据的辐射和几何同化方法，经过辐射和几何同化后的多源数据，可以直接进行同名地物不同时相的对比分析；利用极轨气象卫星可见光波段和热红外波段信息，分别对水域和陆域设定合适的阈值，实现了云的自动检测。　　 (2)地表温度反演方面：针对多通道温度与比辐射率分离模型的缺陷，本文提出了一种模型改进方法，并从理论分析和模拟计算两个角度探讨了修正前后模型对不同因子的敏感程度；根据极轨气象卫星两个热红外通道接收辐射之间的线性关系，探讨了一种基于图像本身的地表总辐射反演方法，在缺少同步大气参数的情况下，该方法可以简单有效的反演出极轨气象卫星热红外通道的地表总辐射：建立了通道5比辐射率与通道亮温、比辐射率组合之间的分裂窗模型，利用模拟数据计算出了模型的系数，并给出了该方法的实际应用途径，最后比较了该方法与亮温线性组合分裂窗模型的反演精度。　　 (3)热场监测的遥感信息应用方面：选取多时相的遥感数据和多站点的气温数据，建立了分季度、分时段的遥感结果与气温之间的相关关系模型；以徐家汇站点代表市区、崇明站点代表郊区，采用城郊气温对比法，分析了上海城市热岛强度的周期性变化，结果表明上海城市热岛在10月夜间表现的最为明显和强烈，利用此时的遥感图像可以准确获得热岛的中心位置和不同强度的分布范围，且与NDVI具有高度的负相关关系；以研究区5大类典型地物为例，根据其反射光谱曲线选择了特征光谱波段，然后构造了合适的光谱指数模型，讨论了不同地物类型的光谱指数与其表面温度之间的相关关系，结果表明可见到近红外波段的特征光谱对其表面温度具有一定的指示性作用；以下垫面影响因子为例，利用多元线性逐步回归分析方法和BP神经网络方法，定量分析与模拟了各种影响因子对城市热场分布的综合影响。