由于环境问题本质上都不同程度地包含有某种地理意义，引入遥感和GIS这两种信息时代的地学前沿方法，符合环境问题的本性，同时使研究者能够从空间和光谱的角度更加完善地考虑问题。在系统介绍遥感和GIS的基本概念、原理及主要应用的基础上，首先探讨了运用遥感技术对内陆河流的水质进行的定量监测。以湘江长沙段为研究区域，通过相关性分析成功建立了多时相遥感信息模型。然后阐述了遥感和GIS在土地利用／覆被研究中的应用。选取长沙市为研究区域，精确解译多时相的Landsat影像，采用重心迁移、转化矩阵、动态指数等方法，对长沙市土地利用／覆被格局的变化进行了定位、定性、定量的研究。利用KT变换对ETM影像进行光谱增强，综合监督方式和非监督方式获取了分类所需的混合模板。各地类的混合模板在特征空间中体现出了良好的可分离性，获得了较好的分类结果，并从光谱特征和空间分布的角度对分类错误进行了分析。在以上分类研究的基础上，引入分层二阶随机抽样方法改善专题图的精度评价效果。通过建立包含多层次单元的抽样体系和进行二阶随机抽取，获得了空间分布均匀的样本集，并有效降低了成本。所建立的概率型误差矩阵有效反映了抽样过程中所形成的中选概率的差异，所生成的用户精度、制图精度、全局精度和Kappa系数比传统方法所得出的结果具有更高的可信度。最后通过总结在一系列环境规划项目的实践，进一步说明遥感和GIS在环境监测与分析中具有显著的应用价值。