为了探索城市热岛的空间分布基本特征、城市热岛与地表参数之间的关系及其在多尺度上的变化趋势与规律,本文以重庆为例,主要围绕城市热岛与地表参数之间的关系及其尺度效应展开系统、深入的研究。本研究得出如下结论:1.为了提高建筑物快速提取的制图精度,本文提出了改进的双窗口变步长阈值搜寻算法(Improved Double-window Flexible Pace Search,IDFPS)。实验结果表明,IDFPS算法的建筑物提取精度要优于双窗口变步长阈值搜寻算法(Double-window Flexible Pace Search,DFPS)的提取精度。其中,总体分类精度和Kappa系数分别至少提高了4.30%和0.12,漏分误差和错分误差分别至少降低了8.74%和2.26%。同时,提出的IDFPS算法更直观、便于理解。2.研究区域中热岛的空间分布与建筑物的空间分布基本一致,其热岛主要分布于中梁山和铜锣山之间的建筑区域,是一个主要由三个面积相对较小的热岛组成的城市热岛群;研究区域具有多个热岛中心,主要分布在能耗大、人口密集,并远离嘉陵江和长江等水域的工业区和机场附近。3.本文将分辨率为30m的地表温度和地表参数聚合至60m、120m、240m、480m和960m,并建立不同尺度上的城市热岛与地表参数之间关系的地理加权回归模型和最小二乘法模型,对城市热岛与地表参数的关系及其尺度效应进行重点研究,发现:(1)多变量热岛模型拥有比单变量热岛模型更好的拟合结果。在单变量模型中,土壤亮度指数和基于指数的建筑指数与地表温度呈正相关关系,土壤调节植被指数与地表温度呈负相关关系。这说明建筑与裸地有加剧城市热岛的作用,而植被有缓解城市热岛的作用。(2)基于地理加权回归方法的热岛模型的局部系数和局部R~2的分布具有明显的局部变化特征,这表明重庆城市热岛与地表参数之间的关系具有较强的空间非平稳性。(3)对不同尺度下城市热岛的多变量地理加权回归模型和最小二乘法模型进行分析,发现随着空间分辨率的逐渐降低,多变量地理加权回归模型的局部R~2和残差的空间分布的局部变化差异在逐渐变小,残差也显现出了越来越强的空间自相关性和空间聚集性,多变量地理加权回归模型和对应的最小二乘法模型之间的性能差异也在逐渐减小。这表明随着空间分辨率的逐渐降低,多变量地理加权回归模型逐渐忽视了城市热岛与地表参数之间的空间非平稳性关系,揭示了更广义的地理格局关系,从而使多变量地理加权回归模型越趋于一个全局的模型。