随着城市化进程的不断推进,以植被和水体为主的自然景观大面积被不透水面所取代,这对城市生态环境产生了严重的影响。因此,及时地掌握不透水面分布的准确信息,对了解城市不透水面动态变化及其对城市生态环境的影响有着重要的现实意义。本文以福州盆地为研究对象,以多尺度遥感影像为数据源,围绕不透水面提取技术及其热环境效应展开研究。首先,使用线性光谱混合分析(LSMA)模型和归一化差异不透水面指数(NDISI)模型进行中分辨率影像的不透水面提取。其次,使用分层分类模型和面向对象模型进行高分辨率影像的不透水面提取。然后,基于多时相的Landsat影像,分析了 1989～2014年的25年间福州盆地不透水面的动态变化。最后,在盆地范围和居住单元范围分别探讨了不透水面的热环境效应,并分析了 25年来福州盆地热环境的演变过程。在中分辨率影像不透水面提取中,采用经热红外亚像元分解细化后的地表温度影像和土壤调节植被指数对NDISI指数进行改进。结果表明,改进后的NDISI指数影像的分辨率有所提高,可以应用于大范围的不透水面快速提取。在高分辨率影像不透水面提取中,首先构建蓝色屋顶指数BRI、归一化差值山地植被指数NDMVI、水体指数NDWI和IHS变换的H分量,以此分别增强蓝色屋顶、植被、水体和裸土等地类。结果表明,植被(包括阴影区和非阴影区)、水体、蓝色屋顶和土壤均得到较好地增强,有助于各类不透水面的分离提取。使用改进的NDISI模型提取研究区内1989、1996、2006和2014四个年份的不透水面,并分析其动态变化。结果表明,25年来福州盆地不透水面以老城区为中心大面积快速扩张,面积由6150.68 hm2增长至20413.70hm2,增加了 2.3倍,年均净增长面积达570.52 hm2。其中,1996～2006年扩张面积和扩张速度均达25年间的最大值。经济、人口、交通、政府决策和自然地理因素等综合作用是盆地内不透水面扩张变化的主要驱动力。2006～2014年,盆地内不透水面增长明显变慢,主要是由于盆地内可供城市不透水面扩张的空间越来越少。在不透水面热环境效应研究中发现,不透水面比例(ISP)与地表温度(LST)呈显著的指数函数关系,ISP越大,LST升高越快;不透水面对区域热环境起升温作用,而植被和水体起降温作用。在居住单元这一精细尺度上,以LST为因变量,包含不透水面覆盖率、建筑密度在内的5个指标为自变量,进行多元回归分析,结果表明仅不透水覆盖率、建筑密度经过5%的显著性检验,植被、水体相关指标均被剔除,这说明不透水面仍是影响居住区热环境的主要因素。对福州盆地热环境变化的分析结果表明,1989～2014年来福州盆地呈升温趋势,热环境不断恶化,但主城区内局部有所改善。据此建议,通过提高城市中心绿化率和对老城区改造等措施来缓解福州盆地热环境。