随着全球经济的不断发展，生态环境问题日渐突出。其中，沙漠化是当今备受国际社会关注的最严重的生态环境问题之一。由于沙漠本身的独特性，使得沙漠变化监测存在较大局限性。近年来，随着遥感技术的不断发展以及其独特的优势，被越来越多地应用到沙漠化土地监测中。本文的主要研究内容是：以鄯善库木塔格沙漠实验区的Landsat TM影像为数据源，重点研究TM影像适用于该沙漠地区的分类方法，进而确定沙漠的范围以及进行时间序列变化检测。本文的主要研究内容如下：（1）针对原始遥感影像进行数据预处理，主要包括几何校正、影像裁剪、最小噪声分离。（2）采用最大似然法、支持向量机、迭代自组织数据分析法、NDVI指数和MSAVI指数对鄯善库木塔格沙漠影像进行分类，进而对分类结果精度进行定性评价；（3）通过对TM遥感影像分析发现：鄯善库木塔格沙漠区域在原始TM影像蓝绿波段（1波段）上有强烈的吸收效果，热红外波段（6波段）上有强烈的反射效果；在经过MNF处理后的影像中，该沙漠区域在1、2波段有明显的吸收反射差异；鉴于这一明显差异特征，本文提出三种波段运算指数—沙漠指数、归一化沙漠指数、修正的土壤调节沙漠指数，以1995年影像为例分别对原始遥感影像和经过MNF处理后的影像利用三个指数进行相关实验，从中找出最优指数。接下来运用实验所得最优波段指数进行四个时相（1995年、2000年、2005年、2010年）的分类提取。（4）分别采取混淆矩阵和统计面积分别对最大似然法、支持向量机和MSADI指数运算方法所得的实验结果进行精度验证，从而证明本论文中所提出的方法的正确、有效性。通过综合对比各种方法得出结论：利用MSADI波段运算方法进行动态变化监测研究可以准确、实时、快速地掌握该地区的沙漠变化情况，将对防沙、治沙有着重要意义。