随着经济的发展,城市化的进程加快,原来由自然植被覆盖的地表逐渐被水泥、沥青等不透水面所取代,使得城市下垫面的热力属性改变,进而影响城市热环境。在城市的发展过程中还伴随着人口、工矿企业数量的急剧上升,这样一来在日常生产和生活中,将向城市排放大量的废热、废气,破坏城市生态环境。西安作为新丝绸之路的起点,在“一带一路”战略的带领下,逐步迈向国际化大都市,城市规模不断扩大,城市热环境恶化,第21届联合国气候变化大会中明确气温上升不超过2℃的目标,所以研究西安城市热环境具有重要意义。本文综合地面观测法、热红外遥感技术、数值空间模拟三种研究城市热环境的方法,采用遥感监测的方法研究西安城市热环境,对比现有遥感数据的优缺点,选用2000年、2007年、2014年三个时相的Landsat TM/ETM+和OLI遥感数据,并对遥感数据进行校正、裁剪及增强等处理,选择辐射传输方程法来反演地表温度,基于等距划分的方法对地表温度进行归一化处理和等级划分,划分为强热岛区、热岛区、中间区、绿岛区、强绿岛区五个区,得到地表温度等级划分图,进而分析西安市热环境的时空变化。然后,利用Fragstats软件计算研究区热景观格局指数并对其进行分析,揭示热景观格局的演变规律。最后,定性分析了影响西安城市热环境的自然因素和人为因素,从合理规划城市建设、控制城市热源和污染物的排放等方面提出改善措施。本研究中得到的主要结论如下:(1)西安市城市热场的分布范围整体上出现了由城市中心向外围扩大的趋势,其空间形态呈现散点状到连片状再到扩散转移状的变化特征。2000-2007年间,强热岛区和热岛区面积明显增大,中间区和绿岛区都有减少,但是他们所占面积比例之和高达90%;2007-2014年间,强热岛区和热岛区面积持续增加,热岛区增加尤为突出,从6.02%到17.04%,绿岛区大面积的减少,由65.83%减少到42.25%。(2)2000年绿岛区所占比例远高于其他区域,是研究区的优势斑块,但其破碎化程度较高,它与中间区面积周长分维数比较高,说明他们的斑块形状复杂,分化程度较高,而其他三种景观类型形状比较规则;2007年绿岛区所占面积比例为55.54%,仍为优势斑块,绿岛区和热岛区的形状较其他区复杂,中间区和绿岛区破碎化程度较高,其他区域次之,热力景观分化程度更加严重;2014年中间区所占面积比例为35.57%,成为优势斑块,热岛区、中间区和绿岛区变化强烈,分化程度较高,中间区破碎化程度较高,边缘密度和斑块密度表现出一致的变化规律,即中间区>热岛区>绿岛区>强热岛区>强绿岛区。说明绿岛区逐渐减少,并向热岛区和中间区转变。(3)分析本文选用的景观格局指数变化规律,揭示西安城市热环境景观格局动态演变规律,表明随着时间推移,热景观格局变化剧烈,破碎化程度增加。(4)鉴于西安市热环境分布特征及演变规律,从城市建设规划、控制城市热源及污染物排放等三个方面出发,合理规划城市建设及控制城市人口数量,发展立体绿化,增加城市绿化量,保护原有水系,大力建设水体工程,采用新能源、新技术、新设备,提倡绿色节能的生产生活方式,有效控制工业热源及人为热源三废的排放等措施,对改善西安市热环境起到积极作用。