全世界有一半以上的人口居住在城市里，城市的快速扩展带来了很多环境问题，研究城市地表及其变化对理解和改善人们居住的城市环境具有重要意义。遥感技术为研究和监测城市地表提供了可能，中等分辨率卫星遥感影像由于其价格便宜、全球覆盖和长时间序列的优势，广泛应用于城市地表的研究，如土地利用/覆盖分类。但由于城市复杂的异质性地表，中等分辨率卫星影像像元分辨率大于需要探测的城市地表目标的大小，造成了混合像元的出现，限制了使用中等分辨率卫星影像研究城市地表的精度。论文使用多端元的光谱混合分析方法对城市TM影像进行分解，得到亚像元尺度的植被、不透水地表和裸土丰度，并在此基础上开展了对城市地表的研究，论文的主要内容和结论如下：　　 (1)使用端元类型和数量可以变动的多光谱混合分析分解城市TM影像，选取4种类型7个端元组成了91个简单的光谱混合分析端元组合模型，对每个像元选取最佳的模型模拟端元的组分比例，并对分解得到的植被、不透水地表、裸土和阴影丰度进行了归一化处理，以去除掉阴影，利用高分辨率影像对不透水地表丰度的精度验证表明分解的结果精度是令人满意的。　　 (2)VIS(植被、不透水地表和裸土)组成比例和土地利用类型之间的关系研究，探讨了研究区内典型土地利用类型的VIS组成比例及多时相的变化，分析了VIS组成比例变化与土地利用变化之间可能的联系。　　 (3)南京都市发展区的城市扩展分析，基于1988和2000年两个时相的不透水地表丰度图，通过不透水地表比例的变化反映南京都市发展区的扩展以及扩展的强度信息。　　 (4)TM6波段反演得到地表温度，分析了多时相的南京都市区的热场特征和模式，比较了不同尺度、不同时相下，地表温度与NDVI、植被丰度和不透水地表丰度之间的相关性，研究表明不透水地表丰度与地表温度的相关性最好，而且由于它相对于其它两个指标随季相变化幅度小，可以用于作为指示城市热场模式的指标。