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随着城市化的快速推进,我国生态环境问题大量涌现。在城市热岛效应日益加剧的背景下,研究城市热环境的空间格局演变特征,对缓解城市生态压力、促进人类健康生活等具有重要意义。本文将西安-咸阳主城区作为城市热环境变化的典型区域,以Landsat影像数据作为主要数据源,运用标准差椭圆、景观格局分析、梯度分析等方法对西安-咸阳主城区内2000-2019年夏季热环境空间格局演变特征进行了研究。同时运用耦合特征模型分析了城市化进程中建设用地扩张和城市热岛扩张之间的耦合态势的动态变化,并且基于用户兴趣点(POI)大数据在多个空间尺度上探究人类活动因子对城市热场形成的影响,定量识别了人类活动因子和生态基础设施对地表温度影响的相对重要性。本文主要得到以下结论:(1)2000-2019年,研究区内夏季平均地表温度呈持续上升的趋势,平均地表温度升高7.36℃,城市热岛景观斑块面积增加112.73km2。2006年以后,城市热岛景观向外扩散延伸现象明显,形成了多个新的高温中心。(2)城市热环境在空间分布方向上大致呈现“东南-西北”的分布格局,城市热岛景观分布方向和重心主要向西北方向偏移,而低温区及中温区热力景观大致向东南方向倾斜,分布方向逐渐趋于河流方向。各类热力景观的方向趋势和向心力程度整体均有所减弱。(3)城市热力景观格局分析的最佳空间粒度为60m,通过分析4个代表性景观指数(LPI、PAFRAC、AI、SHDI)变化特征后发现:城市热力景观整体多样性和信息丰富度逐渐增强,高温区和次高温区热力景观优势度有加大的趋势。城市热环境空间格局特征在景观水平上具有明显的空间分异性:除东南和西北方向趋势变化不明显外,其它方向上热力景观趋于破碎化和多样化,同时东北和西南方向上热力景观斑块形状趋于复杂。(4)地表温度和反映城市化水平的不透水面指数具有极显著的正相关关系(R~2>0.7)。2000-2019年,研究区建设用地共扩张491.92km2。从总体耦合态势来看,建设用地和城市热岛重心整体向西北方向迁移,且两类重心持续靠近,总体耦合态势处于不断加强的过程;从空间耦合特征来看,建设用地扩张和城市热岛扩张的耦合类型以耦合型和轻度不耦合型为主,咸阳市耦合程度略高于西安市。(5)POI密度与地表温度呈现出极显著的正相关关系(R~2>0.15),人类活动因子(POI)和生态基础设施(NDVI、MNDWI)对地表温度具有较高的共同解释率(37%-61%),加入POI密度的全模型的解释率高于生态基础设施模型,POI数据可作为研究城市热岛效应的有效数据源。