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在全球气候变暖、中国城镇化快速推进等自然与人文因素作用下,引发了一系列生态环境突出问题,其中湖泊水环境问题是阻碍人类生存和社会发展的主要问题。湖泊表面水温(Lake Surface Water Temperature,LSWT)是表征湖泊生态环境的重要因子,直接影响流域生态系统及生物多样性。分析与预测湖泊表面水温时空变化过程、探究湖泊表面水温对水质的影响是控制和改善流域水生态环境的基础,同时也是预防和治理蓝藻水华爆发的关键。本文以滇池为研究区,以2005~2012年10个水质监测站点的54个水质指标(水温、叶绿素a、pH、高锰酸盐指数、溶解氧等)为基础数据集,将支持向量回归(ε-Support Vector Regression,ε-SVR)、主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)及反向传播人工神经网络(Back Propagation Artificial Neural Network,BPANN)三种算法组为混合模型,并将克里金(Kriging)插值法与地理信息系统(Geographic Information System,GIS)相结合,实现滇池水温2005~2012年历史变化过程的情景再现及2013~2020年变化趋势的情景模拟,最后以回归分析与显著性检验方法研究水温与水质之间的阈值关系。研究结果表明:(1)预测模型的平均相对误差为0.2896%,均方根误差为0.7384%,R~2=0.9856,具有低误差、高泛化的综合预测性能;(2)空间可视化分析结果表明,2005~2020年水温高于17℃的区域,叶绿素a浓度、化学需氧量和总氮由北向南扩散趋势明显,而滇池北部草海氨氮、总磷仍有增长趋势,有可能导致进一步污染的扩散;(3)水温阈值为17.6~18.53℃,属于中营养型,其中化学需氧量、总氮严重超过V类水质标准,透明度、化学需氧量、叶绿素a浓度、五日生化需氧量等因素与湖泊表面水温和水体污染及富营养化程度关系密切。最终,采用C/S三层架构模式,利用ESRI ArcGIS、MATLAB、Microsoft Office、FME等组件接口,以关系数据库SQL Server和空间数据库Geodatabase为基础,将GIS与数值预测模型联系,构建滇池表面水温时空过程可视化平台,实现滇池表面水温对水质指标影响的时空数据的读取与存储、统计与分析、预测与监控等功能,为政府、环保部、科研院所等应用领域提供便利。