改革开放以来,随着我国经济技术的高速进步与发展,城镇化进程也在不断地加速攀升,促进了区域经济的发展,提高了人类的生活、医疗和教育水平。但快速的城镇化发展,使得大量自然土地类型被人造地表取代,影响了土地利用与覆被变化,极大地改变了局域和全球气候变化,进而带来一系列的社会与生态环境问题。因此,从局部或全局尺度及时、准确地量化城市发展过程,分析城市发展的时空动态演变过程及空间分布规律,对于城市的未来发展规划具有重要意义。遥感与地理信息技术的高速发展,打破了基于统计数据的传统城市研究方法,使得其不再受制于地理空间的限制,为长时间序列下的城镇化研究提供数据基础与技术支持,大大优化了城市研究的效率与时效性。夜间灯光数据为及时、准确地获取城镇化信息提供了新颖的数据源。本文利用多源夜间灯光数据,从国家、区域以及城市群尺度上对基于夜间灯光影像的城镇化识别、动态监测、空间格局变化等做了深入研究,得出的主要结论是:(1)从饱和像元和非饱和像元两方面,经过伪不变目标区域法校正后,不同卫星获取的相同年份的DMSP/OLS数据的NDI值都在大幅减小,TDN值大幅度增加,这说明此方法可以有效缓解DMSP/OLS影像间的不连续性及饱和度,增强了图像间的可比性。(2)在省级、市级尺度上,利用DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据的重叠年份,分别构建灯光指数并进行线性拟合,省级尺度上2013年两种数据的拟合精度高,R2为0.94,故长时间序列的城镇化强度重心转移研究是可行的。1992-2018年中国大陆区城镇化强度重心呈现南移,在1992-2000年时转移距离达到最大值87.99 km,东西向转移不明显。(3)从像元尺度上,中国大陆区像元亮度值在1992-2013年内呈现出显著的增加趋势,研究区内平均变异系数为7.3,平均斜率为0.714,像元类型为增加的占比高达92.5%,表明城镇化呈快速发展趋势。在空间分布上,像元亮度增长变化较为突出的大都集中在东部沿海的城市群区域内,而在西部地区,像元亮度的整体变化较小,像元增长缓慢,表现出了中国城镇化发展水平存在空间分异的特征,东西部城镇化发展差异较大。未来,我国城镇化发展在空间上将会呈现出聚群的发展态势,大量城市以及大城市群也会伴随出现。(4)1992-2018年,京津冀城市群、长三角城市群和珠三角城市群建成区的扩张规律出现出了差异性。在不同时期三大城市群建成区的扩张速度都在增加,表现为前期(1992-2000年)的建成区扩张速度增加较缓,中期(2000-2010年)的扩张速度有显著增加,后期(2010-2018年)的扩张速度减缓。京津冀城市群的城镇用地呈现出典型的多中心、多轴线空间分布的特点;长三角城市群的城镇用地也呈现多中心结构,但城市群结构相对稳定,周边城市发育良好;珠三角城市群的城镇用地呈现为典型的单中心结构,建成区聚集分布,周围城市发育较缓慢。三大城市群的建成区扩张均受地形的限制,京津冀城市群西北部的燕山以及太行山地形较陡区域以及珠三角城市群北部的山脉区域均限制了城市的扩张。(5)1992-2018年京津冀以及长三角的城镇重心整体呈现由西北向东南转移,珠三角城市群的城镇重心转移方向为东南向西北转移,建成区分布最为集中。