近年来,随着世界性城市化、工业化进程的加快,全球持续增温、暴雨、暴雪及飓风等异常天气的频现,人们越来越关注周围的自然环境。而城市热岛效应作为城市气候学和城市环境学研究的重要课题之一,扮演着重要的角色,被认为是主导城市热环境的重要因素。目前这一现象已引起各国家和政府的高度重视。城市热岛效应不仅改变着城市的微气候、城市公共健康、城市大气质量、城市规划结构和城市能源结构,而且对人们日常的生产、生活也产生很大的影响。本文主要采用遥感技术手段,选择济南市1997年Landsat TM、2002年Landsat ETM+和2005年Landsat TM的遥感影像,并结合济南市区地形图、道路交通图和土地利用图等,详细地对济南市城市热岛遥感及其在城市规划中的应用进行了分析研究。研究的主要内容包括:第一,介绍了城市热岛效应的概念、研究方法、形成的原因及影响,阐述了本文写作的目的和意义。第二,介绍了遥感数据反演的理论基础、算法与模型的构建,通过研究许多不同的地表面温度反演算法,如单通道算法、单通道多角度法、多通道多角度法、分裂窗算法(劈窗算法)、单窗算法等,最后采用了本文的算法,可分为三大步骤:计算辐射亮温、计算地面亮度温度值和计算地表温度。第三,通过分析济南市三个年份的地表温度分布图,结果显示热核区主要集中在城市中心和东部高新技术开发区;特高温区主要分布在热核区的外围、道路的两旁、居民区等地;中温区和较高温区主要分布在郊区、水体、绿地的四周及特高温区的外围;低温区主要分布在河流、湖泊、公园、湿地及植被覆盖较多的区域。第四,在对三个年份地表温度分布图进行分析的基础上,着重进行了济南市城市热场空间格局分析、城市热岛剖面分析、热场空间演变分析;研究表明,随着时间的变化,一方面中温区和低温区逐渐被特高温区和热核区取代,城市热岛效应明显加剧,另一方面剖面线趋于平缓,说明城区与郊区的温度差异在逐年减小。第五,以济南市的多个小区为研究对象,着重从城市热岛效应与城市绿地、城市土地利用强度和结构的相关性两个方面,研究了城市热岛效应与城市规划建设关系分析,结果表明平均地表温度与绿化率呈负相关关系,即小区绿化率的值越高,则该小区的平均地表温度值就越低;与建筑密度、容积率呈正相关关系,即小区建筑密度、容积率的值越高,则该小区的平均地表温度值就越高。第六,最后提出了缓减城市热岛效应的相应对策,以增加城市绿地面积、城市水域面积、采用新技术和提高能源利用率为主要的缓减措施。