La integridad y resiliencia de nuestro entorno se enfrentan a desafíos sin precedentes, derivados de las crecientes presiones de la expansión urbana y la necesidad de preservación ecológica. Este estudio propone un Índice Ecológico de Teledetección Mejorado (IRSEI), que emplea humedad (WET), el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), la Temperatura de Superficie del Suelo (LST), un Índice Estandarizado de Edificios-Suelo Desnudo (NDBSI), profundidad óptica de aerosol (AOD) y el índice de salinidad integral (CSI). El modelo IRSEI se utilizó para evaluar la calidad ecológica de Hangzhou durante el período de 2003 a 2023. Además, se empleó el modelo de bosque aleatorio para analizar los factores que impulsan la calidad ecológica. Además, se examinó el efecto de gradiente en la dirección horizontal alejándose del centro urbano utilizando el método de zona de amortiguamiento. Nuestro análisis revela lo siguiente: (1) aproximadamente el 95% de las alteraciones en la calidad ecológica observadas de 2003 a 2023 mostraron mejoras marginales, declives o fueron insignificantes; (2) las transformaciones en el IRSEI durante este período, incluidas las variaciones en la temperatura de superficie y las redes de transporte, mostraron fuertes correlaciones (0.85) con las actividades humanas. Además, la influencia de AOD y el índice de salinidad integral en el IRSEI demostró disparidades espaciales distintas; (3) el IRSEI se mantuvo generalmente estable hasta 30 km fuera del centro de la ciudad, indicando una tendencia de aglomeración en el centro y áreas significativas en los alrededores. El IRSEI sirve como un marco robusto para fortalecer la evaluación de la salud ecológica regional, facilitando los esfuerzos de preservación y rejuvenecimiento ecológico, y fomentando un desarrollo regional sostenible coordinado.