随着城市化水平的提高,城市热岛效应问题日益严峻,对城市生态环境及居民健康造成严重危害,不利于城市可持续发展。遥感数据凭借着高时效性、覆盖面广、易于获取等优势,成为热岛效应动态监测研究中的重要手段。本文利用2002-2017年长时间序列的Landsat系列遥感数据,结合RS与GIS技术,对南京市热环境空间格局分布特征及演变趋势进行了详细分析;随后,结合景观格局指数分析了南京市土地利用景观格局的演变及其与热环境的相关关系;基于CA-Markov模型模拟了南京市热环境空间分布,以实际地表温度反演结果验证了模拟精度,并对南京市2021年热环境进行了预测分析。主要结论如下:(1)2002-2017年,南京市热岛高温区面积共增加了453.10km~2,面积比例上升了13.88%;中温区在南京市热环境格局中占比最大,但其面积呈现出逐年下降的趋势,共下降了769.57km~2,所占比例下降了23.59%;南京市热岛高温区呈现出以主城区为中心向周边城区扩散的趋势,其中江宁区、栖霞区、浦口区、雨花台区的高温区增长速度较快。(2)2002-2017年建设用地斑块面积增加了444.83km~2,斑块破碎程度增加,景观优势度上升。建设用地的快速扩张,建筑扎堆会导致地表温度显著升高;林地斑块面积减少了133.72km~2,破碎化程度下降,聚集度减小。连续成片、聚集度高的林地具有缓解热岛效应的作用;水体各景观格局指数在小范围内波动,变化不明显。水体的地表温度是最低值,面积广阔的水体具有良好的降温作用;耕地面积减少了319.44km~2,斑块破碎度下降,形状复杂化,景观优势度降低。具有农作物覆盖的耕地会产生一定的降温效果,但其会受到季节更替,农作物收割的影响。(3)本研究构建的CA-Markov模型在模拟南京市热环境分布上具有较高的可靠性,模拟结果的总体Kappa系数为81.79%,各热力等级的平均误差为3.76%。以2017年地表温度反演结果为基础,基于CA-Markov模型预测的2021年南京市热环境分布结果表明,南京市热岛效应将会进一步加剧,高温区及次高温区面积分别增加了45.19km~2、137.14km~2,中温区、低温区及次低温区面积则呈现出减少的趋势。