本发明属于遥感图像增强的技术领域，涉及一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法，包括获取遥感数据进行预处理，根据预处理的遥感数据计算尺度因子和温度差异系数；利用温度差异系数构建改进的地理加权回归模型，建立低空间分辨率下地表温度与尺度因子的回归关系，得到回归系数和残差；通过普通克里金插值将回归系数和残差的低空间分辨率提高到目标高空间分辨率；降低尺度并输入改进的地理加权回归模型，根据之前的地表温度与尺度因子的回归关系得到高空间分辨率下的地表温度值，本发明加入不同地表覆盖类型下的温度情况来表征不同地类之间的差异，通过不同地表覆盖类型的温度差异系数优化模型中的权重矩阵，提升降尺度结果的精度。