土地利用/土地覆被变化(Land-Use and Land-Cover Change，LUCC)是全球变化及其区域响应研究的核心领域。土地利用变化通过改变地表覆被情况来影响陆地生态系统的结构和分布，从而改变陆地生态系统的碳循环和碳储量，是造成全球碳循环失衡的重要原因之一。我国人口-资源-环境问题日益凸显，土地利用/土地覆被变化已成为影响区域可持续发展的核心问题之一。　　随着人口膨胀和城市化过程的加快，城市夜景照明技术改善了人类的生存环境，提高了人们的生活质量，延长了人们的活动时间。但随着人类无序、过度地开发和滥用，有些夜间照明带来的光成为了多余有害的污染源，对人的身心健康、动植物的生产发育造成不同程度的影响，甚至威胁全球生态系统平衡。对城市夜间光环境的研究有助于城市生态系统保护，促进城市夜景照明科学和可持续发展研究，掌握我国城市夜间光环境变化趋势和空间格局，为我国光污染防治体系建设提供决策依据。　　本研究以多时相HJ星数据、地面调查样点和DEM(Digital Elevation Model)等辅助数据，利用面向对象的方法，基于eCognition软件平台按工程分块的原则对三大城市群（海西城市群、武汉城市圈和南北钦防城市群）进行2010年土地覆被分类;以三大城市群2010年土地覆被分类结果为基础，利用基于像元和面向对象的变化检测方法，获取三大城市群1990、2000和2010年三期土地覆被数据，并进行土地覆被变化分析;从时间和空间角度分析海西城市群、武汉城市群和南北钦防城市群1990、2000和2010年土地覆被变化特征，重点分析三大城市群城市扩张引起的土地覆被变化特征;基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据，进行1992-2012年间不同尺度（国家、东-中-西部地区、城市群和个体城市）上我国光污染变化趋势遥感监测分析，并结合土地覆被数据进行空间关联分析，探究城市土地覆被与城市光污染变化趋势的相关关系。　　本文的主要研究结论如下:　　(1)利用面向对象的方法，进行系统工程化分块分类，分别获取海西城市群、武汉城市圈和南北钦防城市群2010年土地覆被分类结果，并利用地面调查样点进行精度检验，其中海西城市群一级分类总体精度为92.88％，Kappa系数为83.96％;二级分类总体精度为83.21％，Kappa系数为79.62％。武汉城市圈一级分类总体精度为91.11％，Kappa系数为83.74％;二级分类总体精度为75.50％，Kappa系数为68.08％。海西城市群一级分类总体精度为90.76％，Kappa系数为82.13％;二级分类总体精度为81.52％，Kappa系数为76.84％。　　(2)基于相近时相的Landsat数据，利用基于像元和面向对象的变化检测方法进行土地覆被数据更新，得到三大城市群1990、2000和2010年三期土地覆被数据，在此基础上进行土地覆被变化分析。海西城市群1990-2000年间变化面积为4204.52km2，占海西城市群总面积的7.69％;海西城市群2000-2010年间变化面积为4378.58km2，占海西城市群总面积的8.01％。2000-2010年变化面积比1990-2000年多174.06km2，可以看出，海西城市群在1990-2010年期间，土地利用强度持续增大，人地关系作用强烈。海西城市群1990-2010年间土地覆被变化总体呈现林地面积稳中有升，耕地面积持续减少，人工表面明显扩张，湿地和草地面积相对保持稳定。武汉城市圈1990-2000年间变化面积为1339.49km2，占武汉城市圈总面积的2.32％;武汉城市圈2000-2010年间变化面积为1833.74km2，占武汉城市圈总面积的3.17％。2000-2010年变化面积比1990-2000年多494.25km2。南北钦防城市群1990-2000年间变化面积为2660.45km2，占南北钦防城市群总面积的6.26％;南北钦防城市群2000-2010年间变化面积为1000.66km2，占南北钦防城市群总面积的2.36％。2000-2010年变化面积比1990-2000年少1659.79km2。三大城市群1990-2010年间土地覆被变化共同呈现出人工表面明显扩张的趋势。　　(3)基于多时相土地覆被数据，分别提取海西城市群、武汉城市圈和南北钦防城市群1990、2000和2010年三期城市扩张土地覆被变化数据，重点从城市扩张的角度进行探究。海西城市群人工表面从1990年的2453.21km2扩张到2010年4124.34km2;武汉城市圈人工表面1990年为2236.30km2，到2010年增长到4062.47km2;南北钦防城市群人工表面从1990年1321.96km2增长到1627.62km2（2010年）。三大城市群2000-2010时段城市扩张面积均大于1990-2000时段，但城市扩张地区差异各具特色，海西城市群城市扩张中心区具有南移特点;武汉城市群城市扩张呈现“中心高四周低”;南北钦防城市群城市扩张面积呈现从南宁分别向东南和西南方向递减的趋势。1990-2000时段内，海西城市群城市扩张速度最快，为55.04 km2/a;其次为武汉城市圈和南北钦防城市群，分别为24.68 km2/a和13.08 km2/a。2000-2010时段内，武汉城市圈超越海西城市群成为三大城市群中城市扩张速度最快的地区，武汉城市圈城市扩张速度为157.94km2/a。可以看出，1990-2000年间东部地区城市群快速发展，城市扩张度速度快;而在2000-2010年间，由于中部崛起，中部地区城市化快速发展，城市扩张速度明显加快，因此出现2000-2010年间武汉城市圈城市扩张速快于海西城市群。海西城市群城市扩张的主要来源是耕地和园地;武汉城市圈城市扩张主要是由耕地转化得到;南北钦防城市群城市扩张则主要是由耕地、林地和湿地转变而来。　　(4)基于1992-2012年DMSP/OLS夜间灯光遥感数据，利用一元二次回归模型进行灯光数据相互校正，并分3个时段1992-1996、2000-2004和2008-2012进行年均值计算，对中国大陆进行光污染变化趋势遥感监测分析。中国光污染变化趋势与我国城市空间分布具有密切的相关性;我国光污染升高趋势变得越来越严重，从大城市向中小城市扩张;光污染变化趋势具有明显的东西差异，东部地区光污染升高趋势明显;大城市中心区光污染变化趋势相对稳定或降低，城市外围光污染呈升高扩张趋势。　　(5)三大城市群城市扩张与夜间光环境变化具有较好的空间分布关联性。通过分析1990-2000和2000-2010两个时段土地覆被类型对夜间光环境变化的影响值，发现城市扩张土地覆被类型整体上对夜间光环境的影响逐渐升高。在三大城市群中，海西城市群在1990-2000年期间城市扩张速度最快，光污染上升速率也最快;武汉城市圈在2000-2010年期间城市扩张速度最快，但光污染上升速率小于海西城市群。　　(6)基于2012-2014年NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据，利用Robust regression模型进行影像校正，在城市尺度上结合土地覆被数据进行光污染变化趋势分析。深圳市高大建筑对应的夜间光环境平均值最大;乡村居民点对应的夜间光环境平均值最小。高大建筑与乡村居民点夜间光环境平均值差距从2012年的15.3758减低到2014年的4.4167，这在一定程度上表明深圳市夜间光环境趋向于均一化、平衡化。深圳市光环境变化在2012-2014时期内总体呈现城区降低，郊区、远郊区相对升高的的趋势。