近年来,快速城市化过程不但增加了城市不透水面也改变了城市地表形态,进而打破城市地表能量平衡,引起了城市热岛（UHI）效应,恶化城市热环境,并对城市水环境、空气质量、城市公共卫生、能源消耗和植被土壤产生了深远的影响。探究城市地表热环境的分布特征、影响因素及尺度效应,对于多尺度城市热环境调控具有重要的现实意义。本文选择济南市中心城区为研究区,基于Landsat8遥感影像、三维建筑矢量数据、OSM路网数据、POI数据等数据,运用单窗算法反演地表温度,分析济南市中心城区四季地表温度的季节分布特征及其尺度效应;构建包括二维地表覆盖指标、三维建筑形态指标、人类活动强度指标在内的城市地表热环境影响因素指标体系,分析各影响因素的空间分布特征及其尺度效应;采用增强回归树（BRT）模型,探究地表温度与影响因素的非线性关系,分析不同尺度下各影响因素对四季地表温度的相对贡献及边际效应。主要结果如下:（1）研究区内的地表温度存在较强的空间异质性。整体上,高温区主要分布在老城区、东部工业区、西部工业区;分季节来看,地表温度在春季、夏季总体呈现东北高-西南低的递减趋势,在秋季呈现从西北向东南递减的空间分布格局,在冬季则呈现东北、西南高,南部、中间低的格局。（2）各影响因素与地表温度关系具有季节效应和非线性特征。从相对贡献来看,在任意季节、任意尺度下,二维地表覆盖指标对地表温度的贡献最大,三维建筑形态指标次之,人类活动强度指标最小。归一化植被指数（NDVI）、归一化建筑物指数（NDBI）、修正归一化水体指数（MNDWI）是春、夏季节地表温度主导因素,NDVI、建筑平均高度（MBH）、NDBI是秋季地表温度的主导因素,NDBI、NDVI、MNDWI、MBH是冬季地表温度主导因素,从夏季到过渡季再到冬季,城市热环境影响因素逐渐趋于复杂结构过程。从边际效应来看,影响因素对地表温度的影响具有显著的复杂非线性特征,NDVI对四季地表温度的边际效应呈现由正向影响转向负向影响的特征,NDBI在大多数情况下呈现由负向贡献转为正向贡献的特征,MDNWI在春、夏、秋季呈现由正向影响转向负向影响的特征,在冬季先由负向贡献变为正向贡献,又由正向贡献变为负向贡献,建筑覆盖率（BCR）基本呈现由负向贡献转为正向贡献的特征,建筑垂直密度（BVD）、MBH则呈现由正向贡献转为负向贡献的特征,而兴趣点总量（SPOI）、路网密度（RND）曲线较平稳。（3）地表温度与各影响因素的相互关系具有显著的尺度效应。从地表温度来看,随着尺度的增加,济南市中心城区四季地表温度均呈现极差缩小、数据离散程度降低的趋势;从相对贡献来看,各指标对地表温度的相对贡献随尺度发生变化,变化趋势各不相同,各指标对尺度的敏感度存在差异,MNDWI的响应最为剧烈,而MBH的响应较为平稳;从边际效应来看,各指标对地表温度的边际效应曲线形态在不同尺度上存在微变化,正负贡献转换的阈值也随尺度变化,其中,二维地表覆盖指标范围幅度小,三维建筑形态指标幅度变化大,另外,还存在一些最高贡献值点和最低贡献值点。尺度效应表明在后续的城市地表热环境研究中,应该考虑选择不同的空间分析尺度所带来的影响和潜在不确定性。本研究扩展和加深了对地表温度影响因素和尺度效应复杂性的科学认识,对多尺度城市地表热环境调控具有重要意义。