随着城市化进程步伐的加快，城市规模空前扩大，导致城市下垫面结构急剧变化，人为热排放快速增加，这些因素的综合作用致使城市热岛效应逐步增强，是改变城市小气候、破坏城市生态平衡、严重影响城市人居环境和居民健康的重要因素。严重的热岛效应已经引起了许多专家学者及社会各界的广泛关注，并成为目前科学研究的热点问题。本研究基于Landsat TM/MSS遥感数据并结合地面实测地表温度数据和基础地理信息数据，应用定量遥感模型反演与分析北京城市热岛强度空间格局、土地利用类型和不透水地表分布状况，并运用空间分析方法研究北京市土地利用空间布局，尤其是不透水地表和绿地分布状况对城市热岛强度的影响，并提出相应的优化建议，为合理规划城市建设，进一步缓解和控制城市热岛，改善和建设良好、可持续的城市环境提供理论和实践依据。研究结果表明：（1）北京市不透水地表面积比例整体较高。近年来，北京城市用地和不透水地表快速扩张，西城区不透水地表比例最高，海淀区最低。在城市用地扩张面积中，不透水地表面积所占比例逐年减少，绿地面积所占比例逐年增加。（2）北京市地表温度具有显著的空间差异，市区及近郊区地表温度较高，远郊区较低。高温区以主城区为中心向郊区呈辐射状蔓延，且主城区南部的热岛范围及强度要明显高于主城区北部，丰台区和石景山区热岛强度最大，海淀区最弱。（3）各土地利用类型的平均地表温度由高到低依次为城市建设用地>农村居民点>独立工矿用地>耕地>草地>林地>水域。在强热岛效应区域中城市建设用地所占比例较高，无热岛效应区域中耕地、林地和城市绿地的比例较高。（4）不透水地表比例较高的区域与强热岛效应区域基本重合。随着不透水地表比例逐渐增大，地表温度也逐渐升高。不透水地表比例与地表温度之间呈现明显的正相关关系，即不透水地表比例越高地表温度越高。（5）NDVI值较低的区域与强热岛效应区域基本重合，地表温度与NDVI之间呈现明显的负相关关系。但是，如果绿地面积较小，则很难对城市热岛效应产生削弱效果，只有达到一定面积后才能起到显著地缓解作用。