城市化进程加快导致自然地物被人工地表所取代,改变了地表的物质循环和能量交换过程,由此引发的热岛效应给生态环境和人类健康带来诸多负面影响。加强城市热岛效应监测及成因机制研究对于城市规划和社会发展具有重大意义,而以往热岛监测中存在地表温度高时间和空间分辨率相互制约的问题。鉴于上述情况,本文引入地表温度降尺度方法来弥补数据不足,并将其应用于热岛效应研究。然后对北京市热岛进行了长期精细尺度的监测和表征,对热岛驱动因素进行了时空关联分析。主要研究成果如下:(1)提出基于多因子地理加权回归(MFGWR)地表温度降尺度方法。基于四个研究区的多时相Landsat 8数据,表征环境协变量,对模拟粗分辨率地表温度进行降尺度。将此算法与其他方法进行对比实验,评估其适用性。根据误差空间分布和不确定性指标分析,本文算法由于考虑了多地表参数和地理权重,在高异质性区域具有更高的精度,更适合城市地区的研究。(2)结合Sentinel 2和HJ-1A/B数据,将MODIS的地表温度进行降尺度,并通过整合多组Landsat卫星图像,生成北京市1984~2019年夏季长时间序列100m地表温度。采用城乡差值法计算热岛强度,通过Getis-Ord-Gi*法对热岛强度进行分级。基于热岛面积和位置数据,从定量和定性两个方面分析了热岛强度分级结果:北京市热岛演变由中心城区向四周发散,先快后慢,具有明显局部聚集现象;热岛主要成因包括植被覆盖变化、不透水层变化以及经济发展和人口扩张等社会经济因素。(3)从时间和空间两个维度,采用Sens斜率趋势分析、格网密度分析和相关性分析等方法分别探索了热岛面积与植被覆盖度变化率、不透水层面积以及各项社会经济指标的时空关联性。年际分析表明:热岛面积与植被覆盖、不透水层面积的相关性整体上先增加再减少后处于波动状态,驱动机制日趋复杂。区县分析表明:中心城区的热岛面积减少与植被规划相关;城市拓展区热岛效应受人均GDP和人口扩张影响较大;大部分发展新区的热岛受工业发展影响较大。对于少数拟合效果不明显的区县,其驱动因素年际变化不稳定。