La urbanización remodela la cobertura y el uso del suelo (LCLU) al impulsar la deforestación, la pérdida de humedales y la conversión de áreas naturales y agrícolas en entornos construidos. Sin embargo, los análisis integrados de los cambios en LCLU en respuesta a la variabilidad climática en ciudades africanas topográficamente complejas y en rápida urbanización siguen siendo limitados. Por lo tanto, este estudio examinó los cambios en LCLU de 2000 a 2024 en el distrito montañoso de Gasabo (Kigali, Ruanda) utilizando imágenes de Landsat de 30 m y un clasificador de árboles aleatorios (92.7% de precisión, división de entrenamiento-prueba 70/30), con proyecciones para 2032 a través de un modelo de tendencia híbrido impulsado por la población. Las estimaciones/proyecciones de población pasaron de 320,516 en 2002 a 967,512 en 2024, y 1.41 millones para 2032, derivadas de los datos del censo de Ruanda y la modelización del crecimiento exponencial (calibrada a un crecimiento anual del 5.05%). El rápido crecimiento de la población ha impulsado una expansión del 539% de las áreas construidas, acompañada de notables disminuciones en tierras de cultivo y bosques. Las tendencias climáticas locales (estaciones de Meteo Rwanda) se alinearon con conjuntos de datos globales (ERA5-Land y CHIRPS): la fluctuación de la lluvia y la temperatura aumentaron, con fuertes correlaciones entre la expansión de áreas construidas impulsada por la población. De 2024 a 2032, las proyecciones de LCLU indican que las áreas construidas continuarán expandiéndose en un 29.5%. Se prevé que las tierras de cultivo disminuyan al 15.9%, mientras que la pérdida de bosques se desacelerará al 5.7%. El análisis de MLR reveló fuertes correlaciones entre la expansión de áreas construidas impulsada por la población, la pérdida de tierras de cultivo/bosques, el calentamiento y las fluctuaciones de la lluvia en Gasabo. Se aplicó un modelo ARDL para abordar la multicolinealidad entre los predictores de LCLU, lo que limitó la interpretación de los coeficientes individuales, y confirmó las tendencias de correlación central de MLR, con coeficientes estadísticamente significativos (p < 0.05). Los resultados destacan la necesidad de una planificación espacial basada en datos en Gasabo (zonificación más estricta, edificios de gran altura, reforestación dirigida, infraestructura verde resiliente al clima) para mitigar la degradación ambiental impulsada por la población y la urbanización.