城市群(Urban Agglomeration)作为城市化发展进程中高度成熟的空间组织形式,是生态环境问题较为突出的区域,衡量城市群发展中生态系统的优劣往往采用生态系统健康(Ecosystem Health)这一科学手段,为了更好的实现城市群生态文明建设及可持续发展,对城市群过往阶段的生态系统健康评价分析就显得尤为重要。本研究选取我国典型的快速城市化发展地区—上海-杭州湾城市群,以生态系统健康为切入点,借助遥感技术快速、高效获取较大空间范围数据的优势,以景观生态学为理论基础,首先利用生态活力-组织力-恢复力(VOR)框架,从地级市、县区、公里网格等多尺度开展生态系统健康评价分析,之后引入隐马尔可夫模型(HMM)并结合VOR框架探寻生态系统健康评价中显、隐状态的合理构建方式,构建一套包括模型选择、指标计算、精度验证等在内的城市群生态系统健康评价方法与体系,在参数学习、解码预测等方面深入探究HMM在城市群生态系统健康评价和模拟领域的可行性,并就城市化进程与生态系统健康演变规律进行讨论,总的来说,本文主要工作如下:1)从城市群整体、地市级和县区尺度对上海-杭州湾城市群景观格局演变进行分析,结果表明:林地与耕地是研究区内主要土地利用类型,属于景观基质,水体、草地和建设用地以斑块或廊道的形式镶嵌其中,就城市群整体而言,随着时间的推移景观多样性呈现增长趋势,景观蔓延度指数和内聚力指数有所下降,而在地级市和县区尺度下,各城市间景观格局指数的变化呈现出较强的空间异质性。2)利用VOR模型框架对研究区生态系统健康演变进行分析,在不同网格尺度下均呈现以湖州东部、杭州东北部入海口、绍兴北部及宁波北部沿海区域为过渡带,整体表现为西南部健康层级优于东北部的状态,且无论何种网格尺度下优质层级的占比随着时间的推移呈现降低的趋势,说明区域内生态系统健康处于最优的网格数量在减少,侧面反映了生态系统健康水平呈现下降的趋势。3)设计了一种将HMM引入到城市群生态系统健康模拟的具体方案,以传统的VOR模型框架计算结果作为参照组,验证HMM引入可行性,探究了针对研究区适宜的网格研究尺度,提出了两种参数学习方案,研究结果表明:8km网格尺度是本研究区较为适宜的研究尺度,在研究时期内,基于数理统计法的HMM解码可视化结果与传统的VOR模型计算结果的空间分布相似,各个时间节点上模拟精度均在0.8以上,说明将HMM引入到城市群生态系统健康模拟研究具有一定的可行性,最后利用可扩展序列法获取的HMM参数进行基于生态系统显状态约束下的解码。4)引入FLUS模型对研究区土地利用进行模拟,并构建了基于VOR-Naive Bayes算法和基于约束条件下HMM解码的生态系统健康预测方案,两种模式下均发现研究区2019年生态系统健康水平仍不乐观,上海地区生态系统健康层级依然处于研究区最低水平,宁波和湖州地区内部生态系统健康层级则呈现交错分布特征。为更好的改善区域生态系统健康水平,城市群各城市间应加强生态环境保护联动机制,划定“三区三线”,坚持“共抓大保护、不搞大开发”的原则,加强杭州湾沿线及黄浦江两岸的环境监管,推动区域生态文明建设和绿色可持续发展。