所谓城市热岛效应,就是指城区温度高于郊区温度的一种气候现象。城市热岛产生于快速的城市化发展。近些年来,武汉的城市化速度令人叹为观止,快速城市化的背景下,一系列的矛盾与挑战也随之而来。一方面,随着城市化进程的加快,城市热岛问题日益严重,武汉面临着许多生态破坏与环境污染的问题,恶劣的城市热环境也会严重影响着人体健康及生活质量,因而研究武汉市热环境对于当前的城市发展与未来的规划具有十分重要的现实意义。另一方面,中国城市区域的空间发展日益呈现出多中心的趋势,城市热岛的模式也同时发生了转变。在《武汉市城市总体规划（2017-2035年）》中,武汉基本呈现主城+新城+3副城+3组团的多中心城市格局。而对于多中心城市来说,如何精细化分析城市空间形态和城市热环境变化是一个难题。针对从多中心的角度精细化分析城市形态和城市热环境变化的问题,本研究利用时空融合技术,生成武汉市长时序精尺度的夏季平均地表温度数据。基于不透水面数据,通过核密度分析提取武汉市形态多中心。研究旨在探究武汉市多中心的时空演变规律,进而分析2000-2020年典型中心区热岛的时空变化以及驱动因子的影响作用。本论文的主要研究内容如下:（1）城市多中心提取与形态时空演变分析采用线性光谱混合分解方法,并结合Landsat数据进行混合像元分解,提取不透水面丰度数据;基于不透水面数据,通过核密度分析,从空间形态角度提取高密度聚集的不透水面地区作为武汉市中心区,分析2000-2020年城市多中心的时空演变规律。结果表明,中心区的数量从2000年的5个逐渐增加至2020年的16个,其变化过程大致分为五个阶段;空间上,中心区基本分布在主城区以及三环以外的工业区和经济技术开发区等地。（2）多中心热岛时空规律及驱动因子分析采用基于发射率的地表温度反演方法以及时空非局部滤波融合方法（STNLFFM）,结合MODIS,Landsat5 TM,Landsat7 ETM+,Landsat8OLI/TIRS影像数据,生成武汉市2000-2020年Landsat尺度上夏季平均地表温度数据。基于该数据,以城市中心区的外包络面为城区,城区以外的范围作为郊区（上述区域均剔除水体）,热岛强度即为城区的地表温度减去郊区的地表温度均值。选取典型中心区,定量分析2000-2020年热岛强度的年际变化及差异。同时提取LST分级后的高温区,进行核密度分析,获取高温中心并分析武汉市形态中心与高温热岛的空间关联。最后,结合缨帽变换的第三分量湿度指数WI、NDBI、NDVI三个驱动因子,对典型中心区内地表温度的驱动因子进行连续的长时序线性回归分析,探究不同中心区内驱动因子影响作用的异质性。