城市不透水面（Impervious Surface Area,ISA）的产生源于城市化进程,同时又由于其隔绝土壤水分下渗与侵占自然地表覆被,对生态环境产生了一系列影响,其中最为显著以及人类所最能直接感知到的就是对于热环境的影响。ISA扩张导致的热环境恶化严重影响了人类与其他物种的福祉与生存,在当今全球城市化与全球变暖的背景下,如何管控迅速扩张的城市ISA、缓解热环境恶化成为全人类的共同挑战。高效的管控必须基于全方位的认识与把握ISA的演变过程,以及其对于热环境的作用过程。随着空间信息技术与空间统计技术的发展与完善,全面、系统认识城市长时序ISA演变特征与机理,准确掌握其热环境效应成为可能,从而为城市ISA扩张管控与城市热环境治理提供数据支撑,促进城市可持续绿色发展。本研究以具有高城市化水平的南京都市圈核心区域为研究区,借助最新的ISA数据集、Landsat TM与Landsat OLI卫星影像,在空间统计分析、景观生态学理论与遥感技术的支撑下,对于研究区内长时序城市ISA时空演变特征与机理进行深入探究;分析了不同时期城市热环境的特征与变换情况;最后结合多种方法基于空间格网大样本数据探究了 ISA格局的多时期热环境效应,并对于主要影响因素进行进一步分析与讨论。主要研究内容与结论如下所示:（1）基于多视角对于研究区长时序（1985-2018）的ISA时空演变特征进行剖析:研究发现近30年来研究区内ISA增长显著,期末超过期初的8倍,增长动态度较为稳定,但各年增长量存在一定差异。在空间增长过程中,增长方向性随时间的推移明显弱化,并且城市空间各个地带的增长具有一定的规律性,内城逐渐出现ISA饱和现象,外城ISA逐步增长。最后,应用景观生态学方法对于ISA的年际分布格局进行研究,结果发现各景观指数均呈持续变化趋势,证明了近30年间ISA显著的动态变化过程。总结可得出ISA增长模式为:方向性弱化增长更为均衡,空间扩张伴随空间增密。（2）对于研究区的热环境进行多时期演变分析:基于地表温度反演结果,通过统计与空间分析发现热环境在逐步恶化,虽然这一速度逐渐放缓,但整体地表温度依然仍持续增加,并且区域热环境异质性增强,因此值得持续密切关注。另外,研究发现中温区以上等级的区域面积始终呈增长趋势,并且热岛强度显著提高,期末热岛强度超过初期的3倍,大量低温区域向更等高等级温度区转移。最后,运用莫兰指数（Moran’ Ⅰ）对于城市热环境与ISA的空间分布进行自相关分析,结果显示二者均呈显著的空间自相关分布。（3）运用定量方法逐步探测ISA的热环境效应,分析核心格局作用因素并阐述其作用机制与过程:城市ISA与非ISA的温度特征差异明显,并且不同时期的温度特征存在一定变化,但总体来说ISA高温效应显著。通过构造的ISA格局指数的格网形式进行逐格网地表温度拟合:在大样本量情况下,运用最小二乘（OLS）模型的多因素回归分析拟合效果较好（R2>0.3）,但系数存在不稳定情况。通过OLS单因素分析与Pearson相关性分析发现:其原因可能是部分格局指数与地表温度相关性弱,并且存在一些指标在不同ISA盖度条件下相关性明显变化的情况。综合总体分析来看,在空间格网研究的框架下,景观比例（PLAND）格局指数相比于其他指数对热环境的影响最为稳定且相关性最强,可视为ISA热环境效应的主导因素。在此基础上通过地理加权回归（GWR）模型探测了这种主导影响因素的空间作用,发现PLAND指数对于城市热环境的解释能力非常强（R2>0.5）,尤其以城区的解释能力最强。另外,城市ISA的空间扩张伴随PLAND指数增长均加强了 ISA对于空间热环境的主导作用,使ISA对于城市空间热环境影响力与解释力更大,应该采取针对性策略进行热环境治理。