全球气候变化是21世纪人类共同面临的严峻挑战。全球气候正在经历以变暖为主要特征的显著变化。研究城市热环境,已成为当今世界城市生态、环境、气候研究的热点。利用热红外遥感波段反演得到的地表温度可以用来开展城市热环境研究。然而,过低的空间分辨率成为了热红外卫星遥感影像应用的瓶颈。空间降尺度技术可以对同一传感器的不同分辨率波段数据进行整合,从而实现提高热红外影像空间分辨率的目标。因此,研究热红外影像空间降尺度技术对于推进地表热环境研究具有很重要的科学意义和应用价值。本文以福建省福州市为研究区,以1989年6月15日(TM)、2003年5月29日(ETM+)和2009年6月6日(TM)季相相近的三期遥感影像为主要数据源,综合利用遥感与GIS技术,除了定性评价之外,还采用多种量化指标从不同角度对TsHARP、EM和HUTS这三种地表温度空间降尺度算法进行了较为全面的评价、对比和分析,在此基础上,通过引入地表比辐射率ε和用植被覆盖度fc替代原有的NDVI,提出了降尺度效果更好的、改进的HUTS算法——MHUTS算法,并将其应用到研究区三期地表温度影像上(1989年、2003年和2009年3期影像的地表温度区间分别为：20.97～43.0℃,17.59～40.08℃和16.12～43.38℃)。论文最后对研究区近20年间地表温度场的时空动态变化进行了定量描述、分析和图形空间表达,揭示了研究期内福州市地表温度场的演变规律及主要影响因素。本文在地表温度空间降尺度的算法改进和算法评价方面可为为其他后续同类研究提供可借鉴的思路。此外,开展基于Landsat5和Landsat7遥感数据的地表温度空间降尺度研究,可对未来充分利用和挖掘各种新型遥感数据(如：Landsat8等)的热红外波段信息进行城市热环境研究提供有益的参考。