城市热岛效应变得越来越严重最为主要的动力是城市化进程的不断推进,这使得城市的气候发生了变化并在很大程度上影响了居民的生活和身体健康。自20世纪50年代以来,城市热岛效应已逐步成为气候气象学、遥感科学与技术、生态环境以及城市规划等多学科的研究热点问题。遥感监测法以数据获取的连续性、完整性和实时性的优势,已经作为研究城市热环境的主要手段并得到了广泛的应用。利用遥感数据反演地表温度,是城市热岛效应空间分异性、演变规律研究的关键性问题。以陕西省西安市市辖区和咸阳市市辖区为主要研究区,以卫星接收的各种遥感数据为数据源来获取地表温度,提取影响地表温度的下垫面因子；对城市热岛的时空格局进行研究；针对城市热岛效应与植被、不透水面这两大下垫面因子的相互作用机制,做定性与定量的研究；并首次利用信息容量深化分析了城市热岛的时空格局,得到以下研究结论：(1)以Landsat 5/Landsat 8数据为信息源,利用单窗算法反演地表温度,分析了1994年～2014年20年间研究区地表温度演变与城市扩张的关系。研究表明研究区城市热岛分布范围不断扩大,分布趋势主要是沿城市中心不断向四周扩张,这与研究区城市化进程具有一致性。(2)城市地表温度的空间格局与下垫面因子关系紧密,提取影响城市热岛效应的两个下垫面因子(植被和不透水面)并对因子与地表温度之间的关系做定量化分析。研究表明地表温度与植被、不透水面之间分别呈一负、一正的相关关系。(3)基于多维直方图的信息容量,能表征遥感图像的空间复杂性,进而能对城市热岛效应的格局做评价分析。研究表明地表温度的信息容量与下垫面因子的信息容量呈正相关关系,进一步表明地表温度的空间格局变化与下垫面因子的空间格局变化的一致性。