土地沙化是土地退化的一种特殊表现形式，也是土地严重退化导致的一种表层土壤结构及其相应植被变化的过程，严重影响社会经济的发展。经几十年的努力，我国的防沙治沙形势依然十分严峻，需要进一步采取有效措施切实做好防沙治沙工作。随着遥感技术的应用，沙化信息提取和沙化土地动态变化监测进入了一个全新的阶段，遥感作为一门新兴技术，具有信息量大、观测范围广、精度高、速度快以及实时性和动态性等特点，在全国沙化土地监测中已经发挥了重要作用，利用遥感技术进一步探索土地沙化信息准确提取的理论和方法，对沙化土地监测和评估至关重要。本文以沙化过程中表层土壤的物理、化学特征变化引起的反射光谱变化为切入点，在实地调查的基础上，利用实测光谱数据和多光谱遥感数据对沙化指标因子进行定量反演，提出了沙化土地土壤特征参数遥感反演的定量方法，对土壤是否发生了沙化现象以及对沙化程度的评价具有指导性作用。首先，对土壤信息特征参量进行分析，区分这些参量在沙化土地和非沙化土地中的差异；其次，利用实测光谱数据进行沙化特征参量和反射率的相关性分析，确定较为敏感的响应波段，并建立相关的反演模型；再次，基于多光谱遥感数据的波段反射率对土壤有机质(Soil Organic Matter-SOM)和土壤粒径组成(Soil Particle Composition-SPC)进行反演；最后，在反演结果的基础上，确定指标因子阈值，进行沙化土地信息提取。主要研究结果如下：（1）土地沙化过程中地表土壤特征参量的变化。通过分析沙化过程中土壤有机质、全氮、全磷、全钾、粒径组成等的变化发现，土壤养分中有机质含量随着土地的沙化不断下降，非沙地的有机质含量大约为沙地的3倍；其次在沙地和非沙地中的含量差异较大的是全氮，全磷和全钾的差异不显著。在粒径组成中，粉砂和黏粒含量是土地沙化的重要指示因子，二者在沙化土地中的含量急剧下降。随着土壤逐渐退化，这些差异显著的指标因子均呈现出递减的规律，对有效区分沙地和非沙地具有重要指示作用。（2）基于实测光谱的土壤地表参量定量反演。通过实测光谱与土壤养分的相关性分析得知，有机质和全氮与实测光谱的相关性最高，并且反映它们的敏感光谱波长范围为600nm-800nm；粒径组成中，黏粒含量和粉砂含量与实测光谱的相关性最高，其次为加权粒径和粗砂，石粒和细砂与其相关性则较低。粉砂和黏粒最敏感的波长范围为1000nm-1900nm。可见光谱段内，二者在中心波长550nm处有一个次优峰值，是可见光谱段内反演波段选择的指示性标志。利用各个反演波段对有机质、全氮、黏粒、粉砂分别建模和验证，有机质和全氮的反演模型R2较高，高达0.8以上，相比之下，粒径的反演模型R2则较低，大约为0.5左右。（3）基于多光谱遥感影像数据的土壤特征参量反演。和实测光谱数据相比，多光谱影像的建模效果相对较低，但是从总体来看，建模R2也能达到0.5左右，能够较好地反映出各个沙化土地特征指标随土地沙化的变化趋势。虽然有机质和全氮与多光谱波段的相关性也较高，但是二者相比之下，有机质的反演模型相关性更高，模型估测值与实测值更为接近。土壤粒径中，粉砂、黏粒和加权粒径与多光谱影像的建模效果比养分因子稍差，相关性拟合度相对较低，三者相比粉砂和黏粒的反演模型相关性要比加权粒径高。通过不同生长季节影像的反演结果可以看出，非生长季影像的反演精度比生长季高，这是因为生长季影像的土壤信息在一定程度上受到植被信息的干扰，增加了背景噪声。（4）基于沙化土地土壤地表参量的沙地信息提取方法研究。通过对有机质进行分级，结果表明有机质含量的等级充分反映了地物类型的养分特征，沙化土地的有机质均在1.0%以下。另外，经过实测样地数据计算和人工交互试验调整阈值，得出粉砂的阈值为4.0，黏粒的阈值为7.0，加权粒径的阈值是40。基于黏粒阈值的分类精度最高，粉砂和加权粒径的精度则相对较低，不论基于何种指标因子进行提取，均表现出对非沙化土地的分类精度较低，而对沙地的分类精度则较高，均在80%以上。非生长季影像在沙化土地提取方面较为精准，总精度高达79.45%。