改革开放40年是我国城镇化发展创造世界奇迹与城市群建设取得巨大成就的40年。改革开放所带来的巨大红利使得城镇化进程急速加快,我国的城镇化率增长至2018年的59.58%。随着城市发展进入了群发展这一新的常态,我国也进入了特色新型城镇化阶段。改革开放的推进、经济的发展,使得城市面积随之扩大,城区人口密度也在不断加大。城镇常住人口从1978年的1.73亿人迅速增加到2018年的8.31亿(83137万)。城市扩展进程中人为的生态系统破坏、城市环境问题对可持续发展造成了严重影响,城市热岛效应就是其中的典型现象。它是城乡之间的平均温差所导致的,这一温差是指地表周围的大气环流由于地表能量进出无法守恒而发生的变化。城市发展建设走可持续发展道路是我们必然坚定不移贯彻的原则和方针。本文利用跨度26年、四个时段的Landsat/OLI遥感影像数据以及夜间灯光数据,使用ENVI、GIS等空间分析技术对包头市主要城镇进行边界提取,并对城市扩展进行相应分析。与此同时利用四期Landsat影像,反演地表温度,在城市范围扩展的基础上,对研究区的城市热力景观格局的演变进行分析研究,进而探究了包头市随着城市面积的不断扩张,地表热环境所表现出的热岛强度变化、热力景观格局演变等地表热环境变化特征。总体而言,本研究对包头市城市热环境的演变规律、城市扩张对城市热力景观格局演变方面提供了一定的科学参考,主要得到了以下结论:(1)基于加权融合法提取的包头市城市建成区边界,能够反映1992-2018年期间包头市城市扩展强度。随着社会经济、交通、人口等的影像变化,包头市城市发展格局逐渐表现为“向外辐射”扩张,建成区从“一市两城”的两片式格局逐渐向城市中心靠拢,将包头市内人口较为密集的四区紧密联合起来,将原本的中间地带填满丰富。1992-2018年城市建成区面积从81.551平方千米增长到203.009平方千米,城市扩张动态度3.573%。(2)基于BI算法反演研究区地表温度,得到1992-2018年包头市城市热环境的时空演变规律。从总体上看,包头市地表温度在26年间整体上升3.59℃,并呈先增高后减少的趋势,2000-2010年,包头市因工业发展大量开采周围山体,造成岩石表面裸露,辐射增强,地表温度急速上升,后政府通过抓紧生态环境治理和增加城市绿地,整体城市热环境好转。(3)计算城市热岛强度,对城市热力景观进行等级分类。利用所得结果进行景观格局指数的估测,反映城市扩张趋势对城市热力景观格局的影响。在26年中,包头市城市热岛强度不断增加,城市建成区面积不断扩张,高温区和次高温区的面积占比不断下降,中温区、次中温区占比有所上涨,低温区基本持平。(4)对包头市热力景观格局指数从斑块层面与景观层面进行分析,反映包头市城市扩展对热力景观格局空间布局的影响。随着城市范围的扩张,城市高温区斑块密度总体下降,景观空间异质性降低,高温斑块的规模增大,区域不断蔓延,呈现出与城市面积扩展模式类似的扩张趋势。