绿洲作为干旱,半干旱地区的一种独特的生态单元,是维系干旱地区人类生存、活动与发展的基本场所。其土地利用与覆盖变化是全球生态环境变化最显著的方面,是当前全球变化研究热点之一,而对其进行监测及找出其变化规律是预测LUCC未来变化趋势的前提。本文借助MODIS数据,采用了PCI、ENVI等遥感软件对影像数据进行预处理（包括空间校正和投影变换）以及目标提取。然后采用最大似然法对研究区遥感影像进行多步骤监督分类,结果表明分类精度已达到98%。本论文以生态环境脆弱的和田地区（三县一市）为研究区域,对和田绿洲土地利用/土地覆盖变化进行了监测,并通过每一个像元点的变化趋势及其变化规律对研究区域的未来变化趋势进行了初步模拟预测。论文运用非线性最小二乘法预测土地利用与覆盖变化状况;2002-2006年间的预测结果与分类后的遥感图像上的土地覆盖变化情况基本吻合,吻合率达到80%以上。这个模拟预测结果证明,在假设研究区目前的驱动力（自然驱动力和人为驱动力）固定不变的条件下,该方法用于土地利用/覆盖预测是可行的。内容包括三大部分:第一部分:主要论述LUCC基本理论及其国内外研究进展,探讨本文研究的及意义以及研究的创新之处。第二部分:详细介绍遥感图像预处理及分类,通过仿真程序来获取分类后图像。第三部分:是试验验证算法模型的应用,主要介绍用非线性最小二乘法进行LUCC的动态监测,然后根据其数值分析结果对研究区域进行动态模拟预测,并获得预测结果图像最后提出本论文存在的问题及可能的相应解决方法。研究结果表明:采用非线性最小二乘法对土地利用/覆盖变化进行动态监测与预测效果最佳而且非线性最小二乘法可以作为一个有力的回归数学模型,应用到环境地学领域进行预测是可行的。在采用该模型对研究区将来十年的动态变化趋势进行模拟预测,通过对该区域地理背景和各土地类型变化趋势的综合分析,认为在西部墨玉县西北部交错带、在中部两河两岸和东部洛浦县东北部交错带是最容易变化的地段。整个研究区域的变化趋势为交错带面积不断减少,荒漠面积增加,水域面积及绿洲面积先增加后减少。运用非线性最小二乘法可以找出研究区未来可能会发生较突出变化的地带,所以本研究在气候极端干旱、植被覆盖较少的干旱地区寻找变化最为敏感的靶区,分析变化的正负面影响,采取各种防护措施,合理利用及开发土地与水资源,保持及优化生态环境,对农业和经济可持续发展方面具有非常好的利用价值和意义。