近年来,全球气候持续变暖和极端异常天气频发,已经严重威胁到人类生存环境和公众健康,尤其是以热岛效应为代表的城市热环境问题日益显著。热岛效应不仅带来了能源的加剧使用,同时也产生了严重的环境恶化,阻碍了城市生态文明建设和可持续发展。城市建成环境是居民生产和生活的载体,同时,也是影响城市热岛效应的重要因素。因此,分析热岛效应的空间分布及变化特征,识别城市建成环境空间特征及格局,厘清两者的关联关系与影响作用,提出缓解城市热岛效应的调控策略,不仅可以丰富完善健康城市相关理论,同时,也可以为定量化国土空间规划、优化及管理提供决策支持。在梳理国内外相关文献的基础上,总结现有研究在重“局部”轻“整体”、重“结构”轻“功能”、重“关联”轻“因果”和重“理论”轻“实践”存在的不足。本文以武汉市主城区589个控制性详细规划管理单元为研究对象,以Landsat8影像数据、城市用地数据、地表覆盖数据、道路网络数据、人口分布数据和POI数据等为数据来源,提出研究问题开展以下研究内容并得到相关结论。（1）基于既往研究往往只针对与单一维度或尺度的热岛效应空间分布及变化分析,而对多维度、多尺度城市热岛效应空间分布及变化研究不多这一研究不足。本文以多维度、多尺度为视角,从象限维度、环线维度、控制性详细规划管理单元维度、城市用地类型维度和地表覆盖类型维度共5个维度,以及城市道路环线尺度和圈层环线尺度共2个尺度来分析武汉市主城区热岛效应的空间分布及变化特征,为全面了解掌握武汉市热岛状况及规律提供了新思路。研究发现:第一,基于大气校正法的武汉市主城区城市地表温度在2009年和2013年均表现出明显的空间异质性,高温区主要集中在研究区东北方向与西南方向,长江与汉江交汇处以及两江沿岸。基本形成“内外双高”、“高温区多轴延展”、“局部高温集聚”和“局部低温集聚”的空间格局。低温区主要分布在长江、汉江及各类湖泊。第二,2009年至2013年武汉市主城区热岛总面积增加40.83平方千米,占武汉市主城区总面积的7.08%。其中,2009年武汉市主城区热岛区域占研究区总面积的75.04%;2013年武汉市主城区热岛区域占研究区总面积的82.12%。第三,2009年和2013年各强度热岛区面积和热岛区密度在各维度上均差异较大,且2009年-2013年各强度热岛区面积变化和热岛区密度变化在各维度上也表现出了明显的差异性。极强热岛区面积及密度需要点关注的是NE-E象限、三环线外、靠近道路环线的多圈层、工业用地和房屋建筑区,冷岛区面积及需要重点关注SW-W象限、三环线外、城市中心及靠近三环线的圈层、绿地广场用地和水域。2009年-2013年需要重点关注极强热岛区面积在SW-W象限、三环线外、居住用地上、房屋建筑区上的增加;极强热岛区密度在NE-E象限、三环线外、商业用地上、构筑物上的增加;冷岛区面积在SW-W象限、三环线内、居住用地上、人工堆掘地上的减少;冷岛区密度在SW-W象限、三环线外、绿地广场用地上、耕地上的减少。（2）基于既往研究往往多关注城市建成环境某一方面要素特征对热岛效应的影响,而在多要素建成环境对热岛效应的影响上关注不够这一研究不足。本文基于多要素构建了城市建成环境空间特征测度的指标体系;基于既往研究多关注城市实体要素对热岛效应的影响,而在城市空间功能对热岛效应的影响研究不够这一研究不足。本文在土地利用方面选择指标时,重点选取城市功能性用地作为操作对象;同时,基于既往研究往往多关注城市建成环境指标与热岛效应的关系,而对城市建成环境的共性和个性特征关注较少这一研究不足。本文识别了主导城市建成环境空间特征的主要因子,并对城市建成环境空间格局划分了类别。研究发现:第一,从“土地利用-道路网络-城市形态-绿地广场和水域”构建了一套城市建成环境测度的指标体系。其中,土地利用方面从“土地利用数量、土地利用格局和土地混合使用”三个层面选取了共10个指标;道路网络方面从“道路密度和网络中心性”两个层面选取了共9个指标;城市形态方面从“建筑密度、容积率和天空开阔度”三个层面选取了共3个指标;绿地广场和水域方面从“绿地广场和水域数量和绿地广场和水域格局”两个层面选取了共6个指标。并对城市建成环境空间特征进行了指标测度。第二,运用主成分分析法识别了主导城市建成环境空间特征的13个主要因子,按期贡献率大小分别是道路中心位置因子,城市空间形态因子,水域面积因子,工业用地面积因子,绿地广场用地面积因子,商业用地面积因子,居住用地面积因子,土地混合使用因子,主干道密度因子,水域形状因子,次干道密度因子,绿地广场用地形状因子和居住用地形状因子。第三,依据城市建成环境空间特征主导因子的数据特征,运用自组织映射神经网络对城市建成环境格局划分类型,一共分为10类。Ⅰ类城市建成环境为中心位置以高密度居住为主的中度混合遮蔽区;Ⅱ类城市建成环境为高混合度高开阔度的中密度居住区;Ⅲ类城市建成环境为广场形状不规则的高混合度高开阔度的低密度居住区;Ⅳ类城市建成环境为居住用地形状不规则的中混合度高开阔度的绿地广场区;Ⅴ类城市建成环境为中混合中密度高开阔度的大面积工业区;Ⅵ类城市建成环境为中混合度高开阔区;Ⅶ类城市建成环境为中混合度高开阔度道路密集的绿地广场区;Ⅷ类城市建成环境为中混合度高开阔度的大面积绿地广场区;Ⅸ类城市建成环境为中混合度高开阔度的大面积水域区;Ⅹ类城市建成环境为中混合度高开阔度的大面积商业和水域区。（3）基于既往研究多关注研究对象本身,而忽略周边环境影响这一研究不足。本文从社会因素、经济因素和位置因素三方面选取指标作为外部环境因素,和城市建成环境因素同时放入模型中与地表温度进行分析;同时,基于既往研究多以关联分析地表温度和数量统计类指标,而对城市建成环境与热岛效应的因果关系还不清楚这一研究不足。本文用回归分析代替相关性分析,比较多因素同时作用下的城市建成环境指标对热岛效应的作用,并运用到多回归模型进行比较,择取最优模型筛选对热岛效应有显著作用的指标。研究发现:第一,运用相关性分析检验与平均地表温度有显著相关关系的外部环境因素和城市建成环境因素指标。除了土地利用层面的工业用地平均形状指数、居住用地平均形状指数、居住用地平均斑块大小和土地利用混合度共4个指标与平均地表温度不相关,其余层面各指标均与平均地表温度显著相关。第二,SEM模型相比于传统的OLS模型考虑了地表温度存在的空间自相关性,对控制指标和城市建成环境指标对平均地表温度的影响分析结果更可信。根据空间误差模型结果判读两个控制指标距工业用地距离和距道路距离对平均地表温度均表现为显著的负向作用。对平均地表温度的有显著正影响的建成环境指标有商业用地面积占比、工业用地面积占比、居住用地面积占比、工业用地平均斑块大小、道路面积占比、公交站点密度、建筑密度、容积率、绿地广场用地平均斑块大小、天空开阔度,对平均地表温度有显著负影响的建成环境指标有商业用地平均斑块大小、次干道密度、绿地广场用地面积占比、水域用地面积占比和绿地广场用地平均形状指数。对平均地表温度作用最大的指标是天空开阔度、水域用地面积占比、建筑密度和容积率,最平均地表温度作用最小的指标是商业用地平均斑块大小、绿地广场用地平均斑块大小、绿地广场用地平均形状指数和工业用地平均斑块大小。第三,外部环境指标和城市建成环境指标对平均地表温度的作用是相互影响的。从整体上看,对平均地表温度作用最大的是城市形态相关指标和水域数量指标。网络中心性对平均地表温度不起作用。具体来看,在土地利用层面,土地利用数量对平均地表温度的影响要大于土地利用格局;在道路网络层面,道路面积占比对平均地表温度的影响要大于道路线和点密度;在城市形态层面,天空开阔度对平均地表温度的影响大于建筑密度大于容积率;在绿地广场和水域层面,绿地广场和水域数量对平均地表温度的影响要大于绿地广场和水域格局,水域的降温作用要大于绿地。第四,对比OLS模型和SEM模型,发现SEM模型的参数和系数均优于OLS模型。相比于SEM模型,OLS模型对影响热岛效应的外部环境指标和建成环境指标出现了过高估计、过低估计、误判以及识别失效。（4）基于既往研究多关注城市建成环境指标的调控方向,而对指标调控大小关注不够这一研究不足。本文计算了出现强热岛的各建成环境指标阈值作为指标预警;同时,基于既往研究仍然存在着将理论成果转化为具体操作实践的鸿沟这一研究不足。本文基于控制性详细规划管理单元,针对典型类型和特殊类型的城市建成环境格局分别提出缓解热岛效应的对策。研究发现:第一,在前文的分析讨论基础上,综合外部环境指标和建成环境指标构建缓解城市热岛效应的引导性指标体系。热岛效应的削弱指标分别包括距工业用地距离、距道路距离、商业用地平均斑块大小、次干道密度、绿地广场用地面积占比、水域用地面积占比和绿地广场用地平均形状指数;热岛效应的强化指标分别包括商业用地面积占比、工业用地面积占比、居住用地面积占比、工业用地平均斑块大小、道路面积占比、公交站点密度、建筑密度、容积率、天空开阔度和绿地广场用地平均斑块大小。第二,计算引导性指标体系出现强热岛概率的阈值,按照用地类指标、格局类指标、密度类指标和形态类指标四类指标,为缓解城市热岛效应提供指标预警和调控参考。具体来看,用地类指标缓解城市热岛效应的方法主要是通过在居住区集聚的控制性详细规划管理单元调整控制商业用地面积占比不超过10%,工业用地不超过30%,绿地广场用地面积占比大于8%,以及水域用地面积占比大于3%,同时,将一些混在居住区内的商业用地和工业用地迁至商业集聚区和工业集聚区。格局类指标缓解城市热岛效应的方法主要是通过调整控制性详细规划管理单元内的工业用地平均面积大小不超过25,绿地广场用地面积以小块、大量布局,同时,注意设计不规则形状。密度类指标主要是针对道路相关的操作,可以通过增宽道路绿化带的方式来进行。形态类指标缓解城市热岛效应的方法主要是要严格控制建筑密度小于0.24和容积率小于1.2的控制性详细规划管理单元建设审批,对于建筑密度大于0.24,容积率大于1.2且天空开阔度在0.83-0.87之间的控制性详细规划管理单元可以通过旧城改造的方式逐渐调整。第三,针对不同类型的城市建成环境的地表温度状况,将城市建成环境划分为典型城市建成环境类型和特殊城市建成环境类型,分别提出了差异化缓解城市热岛效应的建议。典型类型的城市建成环境缓解城市热岛效应可按照Ⅰ类城市建成环境主要采取逐步旧城改造的方式;Ⅱ类城市建成环境应重点增加居住区内部的中心绿地、附属绿地、宅前绿地等,并将混在居住区内的商业用地和工业工地外迁;Ⅴ类城市建成环境主要是集中工业区,宏观上以集中布设在城市郊区为宜,将混在其中的居住用地迁出,并通过扩大厂房间距,增加绿化来降温;Ⅵ类城市要注意控制建设指标,通过功能置换增加小块多个层次类型丰富的绿地景观的方式来调节地表温度;Ⅷ类城市建成环境要保证绿地广场用地数量不减少;Ⅸ类城市建成环境要保证水域用地面积不减少,大面积水体周边建设要注意建筑物高低错落并设置与城市风向相同的通道,增强水体降温功能。特殊类型的城市建成环境缓解城市热岛效应的方法可按照Ⅲ类城市建成环境应在居住用地和工业用地之间增加绿化带隔热,Ⅳ类城市建成环境保证绿地广场用地面积不减少,同时密切警惕不透水地表和建筑密度快速增长;Ⅶ类城市建成环境和Ⅹ类城市建成环境严格建设审批制度,以保持现状为主要目标。