塔里木河被新疆人民誉为“母亲河”、“生命之河”，由于水资源的盲目开发导致流域生态恶化，流域管理与生态保护迫在眉睫。遥感技术发展为有效实施塔里木河流域动态的监测和研究提供契机，由于塔里木河流域兼有干旱区和一般流域的特点，枯枝落叶、农田、自然植被、洪水漫溢造成光谱的复杂性，而且，目前研究基础还有待进一步积累和沉淀。本文从研究塔里木河流域下垫面遥感特征入手，对典型地物的光谱和遥感影像特征空间进行分析，在此基础上，进行模型的构建和方案的选择与实施，最后对洪水的面积信息与植被NDVI，农田面积的变化与自然植被之间的关系和下游输水量变化与植被响应进行研究。 下垫面遥感特征的研究包括光谱分析和影像特征空间分析。塔里木河流域下垫面光谱分析表明：流域中下游不同断面、不同实验点胡杨典型叶片的光谱具有可分性，起到标识作用；农田容易与其它植被进行区分，自然植被的生长状态和荣枯变化影响着植被信息的提取；中下游各断面的土壤光谱相差不大，且在近红外和红光波段的反射率比较高，含有枯枝败叶的土壤直接影响着遥感植被指数；遥感特征模式研究表明：波段构成的特征空间中，TM波段2，3与波段5，7构建的特征空间中都能够较好的将水体与自然植被、土壤等相分离，总体上前二者之和与后二者之和构建的特征空间相比两个单波段构建的特征空间分离水体的效果更好，但是农田对水体信息的提取起到干扰作用；Ts-NDVI 构成的特征空间中，重新解释了在干旱区影像的特征空间的生态学意义，干边由干土、含有枯枝败叶的土、枯枝败叶、稀疏且受干旱胁迫的植被组成，而湿边则是水体、湿土、农田、覆盖度高的植被组成；Ts-Albedo构成的特征空间指出，散点图的总体变化方向基本上是一致的，但是也有一定的差别；Albedo-NDVI 构成的特征空间与Ts-NDVI 特征空间中的散点图变化趋势具有相似性。 进行模型的构建和方案的选择中，包括洪水漫溢模型的构建、农田信息的提取、下游输水后植被变化检测、构建向量进行分类和土壤水分的提取等。根据波段构建特征空间的分析，应用 TM 数据构建了面向塔里木河流域的水覆盖指数模型 (Water Cover Index-WCI)，模型如下： WCI=(R<,red>+R<,green>-R<,swir1>-R<,swir2>+L)/(R<,red>+R<,green>+R<,swir1>+R<,swir2>)通过实际调查采样和模拟确定了参数L=0.13，为了消弱农田对漫溢信息的提取，对WC工作了进一步改进，得到洪水覆盖模型 (Flood Cover Index-FCI))：FCI=WCI/(0.9+NDVI)通过实际验证，当阈值设定为0.25时，检测到的象元将近100％含有水。为了实施动态监测，进行尺度转换，获得了MODIS 500m分辨率遥感水模型： WCI=(R<,red>+R<,gereen>-R<,swir1>-R<,swir2>+0.13)/(R<,red>+R<,green>+R<,swir1>+R<) FCI=WCI/(0.5+NDVI)经验证取得较好的效果。但是，该模型不适合山区，并且当阈值设定的较低时，农田、盐碱会对模型得到的结果产生影响；关于农田信息的提取，提出和利用生命周期时间序列的遥感植被指数方差的方法，经验证是一种可行的方法，提高了农田提取的精度，其精度达到82.3％，并探讨了遥感植被指数NDVI，RVI、MSAVI信息提取的影响，认为RVI适合农田信息的提取；关于下游输水区植被的变化响应变化监测，采取覆盖度法、COV 法、不同时间序列NDVI之和叠加进行视觉判断方法和文中提出和利用时间序列NDVI方差进行植被变化信息提取的方法。方差信息提取方法能够在一定程度上消除枯枝落叶的影响，有效提取年内植被变化的信息；关于高分辨率影像数据分类研究，通过 NDVI、RVI、Albedo、Coverage、FCI 构成的多特征空间与TM的6个波段的分类结果相比较认为，各种方法各有千秋，但是 RVI、Albedo、Coverage、FCI 构建的特征空间对于识别农田和土壤有微弱的优势，精度分别达到 80.7％和83.5％，总体分类的结果好于NDVI、Albedo、Coverage、FCI分类结果和TM6个波段的分类结果；利用 NDVI-Ts构建的特征空间，拟合干边和湿边，进行两岸的土壤水分信息提取，结果表明沿河垂直向两边水分呈递减趋势。根据特征空间Ts-NDVI，拟合的干边的方程为： Ts=-27.3×NDVI+51.1：湿边的方程为： Ts=6.1×NDVI+22.7。 最后，分析实验区每期影像NDVI之和与水面信息具有相关性，认为NDVI滞后于河道洪水；随着农田面积的增加，自然植被面积减少较明显，二者具有一定的相关性，相关系数0.8775；利用提取的植被信息研究与下游输水河道来水量之间的关系。