本文旨在分析城市热岛的空间异质性,并探究城市热岛与生态环境质量之间的关系。以具有明显城市热岛效应的重庆市为研究靶区,以Landsat8遥感影像为数据基础。首先,基于半变异函数,定量地分析城市热岛所呈现出的空间异质性及驱动原因;其次,基于半变异函数、最小二乘和地理加权回归模型,分别从空间结构、全局相关性和局部相关性三个方面逐层探究城市热岛与生态环境质量之间所存在的关系及尺度效应;最后,基于各部分的分析结果,提出缓解城市热岛及提高生态环境质量的相关建议。具体研究内容及主要结论如下:1.采用辐射传输方程法反演地表温度及温度场变异指数,从宏观上初步描述热岛的分布特征,随后计算0o、22.5o、45o、67.5o、90o、112.5o、135o和157.5o(正北方向为0o,顺时针旋转)八个方向上的各向半变异函数和分维数,以及大、中、小(按照包含地理要素的类型划分)三个范围尺度上的全向半变异函数,深入分析城市热岛的空间异质性及驱动原因,得出:(1)热岛主要集中分布于三条山脉中间建筑物较密集的区域,大约沿着22.5°方向分布;(2)热岛的空间结构呈现出明显的各向异性,并且由于山脉对其空间分布的阻隔,导致其在与山脉延伸方向相同的0o-22.5o方向上变异复杂度最小,而在与之相垂直的90o-112.5o方向上呈现出最复杂的变异;(3)三种主要地理要素(山脉、河流和城市建筑)对热岛的空间异质性产生了显著的影响,大尺度下的山脉和中尺度下的河流所造成的影响较大且较为相似,而城市建筑物造成的影响较小且较稳定,但需要在小尺度下进行分析和描述。2.构建环境质量评价指标体系,借助主成分分析法确定各指标权重,对评价结果进行初步描述,随后利用半变异函数初步对比城市热岛与生态环境质量的空间结构,进一步在空间分辨率为30m、60m、120m、240m、480m和960m的六个尺度上构建最小二乘和地理加权回归模型,深入探究它们之间的关系及尺度效应,得出:(1)研究区域整体环境质量处于一个较好的水平,而且空间结构与城市热岛存在显著的相似性;(2)城市热岛与生态环境质量呈负相关关系,而且地理加权回归模型的局部系数和局部R2都表明此种关系存在明显的空间非平稳性,随着尺度的不断增大,热岛对环境质量的影响作用在逐渐增强;(3)地理加权回归模型可以在较小的分辨率尺度下探测到城市热岛与生态环境质量之间关系的局部细节,但随着尺度的增大,局部R2的差异逐渐减小,表明模型逐渐忽略局部细节,揭示广义上的空间格局关系。