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本文以郑州市为研究对象,从城市尺度和街区尺度两个方面,采用对比分析、相关性分析、回归分析,研究城市空间形态对城市热环境的影响,尝试找到城市空间形态与热环境之间的关系,为城市之后的发展提供科学依据。城市尺度的研究以Landsat8遥感数据为基础,结合OSM数据,通过提取城市空间形态指标(建筑高度、建筑密度、植被指数、不透水率等),进行郑州市局部气候区(LCZ)划分,在此基础上分析城市空间形态对城市地表热环境的影响;街区尺度的研究在LCZ分区的基础上,以郑州市内文化路街区为研究对象,对区域内不同LCZ中的空气温度进行观测,对比不同LCZ内空气温度的差异,并提取区域内空间形态指标(植被覆盖度、硬化面积和天空视域因子),进行相关性分析和回归分析,最终得到了空间形态指标和空气温度之间的回归方程。主要研究结果如下:(1)通过LCZ分类,郑州市共划分出13类LCZ,建成型7类:紧凑高层(LCZ-1)、紧凑中层(LCZ-2)、紧凑低层(LCZ-3)、开敞高层(LCZ-4)、开敞中层(LCZ-5)、开敞低层(LCZ-6)和大型低层(LCZ-8);地表覆盖型区域6类:密林区(LCZ-A)、疏林区(LCZ-B)、低矮植被区(LCZ-D)、裸露岩石或道路区(LCZ-E)、裸土或沙地区(LCZ-F)以及水体(LCZ-G)。郑州市建成区内总体以紧凑型、中层建筑居多,开敞型建筑区面积较少,说明郑州市建筑密度较大,城市植被较少,建筑多以中层居住区或商业区为主。(2)基于LCZ计算的UHII能较好反映城市热岛效应强度。春、夏、秋、冬4个季节郑州市城市热岛强度(UHII)呈UHII_夏(6.03℃)>UHII_春(3.09℃)>UHII_秋(1.40℃)>UHII_冬(-1.32℃)的趋势,夏季城市热岛强度最大,冬季城市地区表现出冷岛效应。(3)将LCZ分区图与反演的地表温度(LST)叠加,分析不同LCZ内LST差异。春、夏和秋3个季节各LCZ之间的温度差异相似,建成区域内LST高于地表覆盖区域,紧凑型建筑区LST普遍高于开敞型建筑区,植被表现出降温的效果;冬季建成区域内LST低于地表覆盖区域,紧凑型建筑区LST低于开敞型建筑区,植被在冬季表现出一定的增温效果。(4)在LCZ分区的基础上进行街区尺度热环境研究,所研究的街区内主要LCZ类型有开敞中层(LCZ-5)、开敞低层(LCZ-6)、密林区(LCZ-A)以及街道(LCZ-E);观测不同LCZ内的空气温度,各LCZ之间在夏、秋、冬三季的空气温度均表现出显著差异;夏季平均温度LCZ-6>LCZ-E>LCZ-5>LCZ-A;秋季平均温度LCZ-E>LCZ-6>LCZ-5>LCZ-A;冬季平均温度LCZ-5>LCZ-6>LCZ-E>LCZ-A;街道(LCZ-E)区域空气温度波动较大,温度较高,植被区(LCZ-A)温度较低。(5)空气温度在夏、秋、冬三季均与植被覆盖度呈显著负相关,植被能有效降低环境温度;硬化率在夏、秋、冬三季与空气温度呈正相关,硬化面积能显著增加空气温度;天空视域因子(SVF)对白天空气温度影响显著,夏季和秋季SVF越大白天空气温度越高,冬季SVF越大白天空气温度越低,SVF在夜间对空气温度影响较小。(6)空间形态指标对空气温度的影响表现出明显的昼夜差异,植被覆盖度和硬化面积主要影响夜晚空气温度,SVF主要影响白天空气温度;不同缓冲区内植被覆盖度和硬化面积对空气温度的影响强度不同;选取最佳影响范围内的植被覆盖度和硬化面积,加上天空视域因子,与空气温度进行回归分析并构建回归模型,发现植被覆盖度、硬化面积和天空视域因子在夏、秋、冬三季均能有效预测空气温度变化。