近年来随着社会经济的不断发展，我国水体污染形势日趋严峻。面源污染作为导致水体污染的一个重要方面，因其分布范围广、不确定性大、模糊性强、监测困难，成为水体污染研究方面的一大难题，在一些资料严重缺乏的地区更是如此。GIS技术具有分析速度快，方便自动化、可视化和信息化的优点，利用GIS技术研究面源污染成为近年来面源污染研究的一大趋势。论文以先觉庙水库流域为例，利用最新的卫星遥感数据，提取流域面源污染研究所需的基础数据；解决了面源污染研究较多依赖地方统计数据的问题，节省了人力物力，提高了数据的时效性和可信度。论文在数据分析处理方面，应用GIS技术并结合编程手段，大大提高了面源污染数据分析的精度和效率，部分实现了分析的自动化和可视化，进而为实现面源污染研究的信息化奠定了基础。论文首先以ASTER卫星高程数据和Landsat-8卫星遥感影像数据为基础，确定了河网、高程、坡度、地表粗糙度以及蓝色、绿色、红色、红外波段的遥感影像共8个土地利用类型识别因子，然后进行取样分析，划分了流域的土地利用类型。流域水体、裸建地、水田、旱地、林地、灌丛的面积分别为10.23km2、8.71km2、24.72km2、39.84km2、280.16km2、66.84km2，土地利用类型划分的平均置信度较高，为92.63%。最后根据土地利用类型，HWSD土壤质地，降雨情况，污染物浓度，应用ArcGIS软件和SCS径流模型分析计算出流域2013年氨氮、TN、TP、BOD、COD的污染负荷量分别为20.271t、42.470t、0.845t、65.047t、269.630t。