水是人类生存、发展过程中不可或缺的自然资源。而对位于西北干旱地区的古居延绿洲来说,水利系统及其空间演变关乎整个古绿洲的存亡。因此本文在前人研究基础上,借助多源遥感数据、GIS等工具,对古居延绿洲历史时期的水利系统空间格局进行重建,并对其演变过程进行研究。试图揭示该地区在历史时期的治水用水模式及人地关系演变的原因。本文主要研究和探讨了以下两方面的内容:一是选用多源遥感影像作为数据源,对古居延绿洲历史时期的水利系统的分布进行制图工作,重建历史时期的水利系统空间格局。二是综合分析历史文献史料、遥感影像数据及国内外发表的考古调查资料等,在此基础上,结合田野调查,对古居延绿洲历史时期水利系统进行时空演变分析。论文取得如下结论:1、古居延绿洲地区具有先天的自然环境优势。古居延绿洲位于黑河尾闾,依赖于祁连山的冰雪融水,这些融水流向地势低洼的绿洲地区形成三角洲,是古居延绿洲地区人类长时间生存发展的前提。同时为了适应环境,古居延绿洲的先民们对环境不断的改造,宏大而又精致的水利灌溉系统应运而生。2、利用多源遥感影像重建古居延绿洲地区的水利系统空间格局,确定了古居延绿洲历史时期的水利设施的精细化空间分布,是古居延绿洲历史时期依靠水利发展的物证。3、利用地理信息系统（GIS）的高程分析、邻近距离分析、核密度分析等功能对古居延绿洲地区的古遗址与水利设施进行空间分析,发现该地区的古遗址大多邻近水源地,而且根据海拔的不同而选择不同的治水用水模式。根据古遗址的分布及水利系统的密度关系,初步确定该地区有3处古代聚落区,从整体上对居延遗址形成了新的认识。4、从古居延绿洲内部的水利系统的空间分布格局及重心演变分析,发现汉代时期的水利系统主要分布在古绿洲末端地区（居延城、雅布赖城、温都日波日格城、查干波日格城一带）,而西夏、蒙元时期的水利系统主要分布在古绿洲中南部地区（黑城、绿城、二塔东城一带）。由此可以看出,古绿洲内部的水利系统的空间分布随着人类活动的开发和自然环境的改变而不断发生变化,同时人类活动的空间分布也随着水利系统的空间演变而演变。自然与人文等诸多因素导致水利系统的空间演变,其中任何一种因素并非孤立存在,而是相互牵制、相互影响的结果。总之,古居延绿洲历史时期的辉煌历史离不开其宏大的水利系统,但也因其水利系统的空间演变而影响整个古居延绿洲的存亡。