本文以干旱草型湖泊乌梁素海为研究区，于2002年11月～2003年4月间，分别3次对乌梁素海上均匀分布的37个网格试验控制点进行了现场水质指标测定与水环境、水生植被的实地踏勘；在此基础上，应用基于遗传算法的投影寻踪评价模型，对2003年4月11日乌梁素海的水质状况进行了聚类评价与分析，据此将现状乌梁素海的水质状况划分为三种类型区，各类型区的空间分布与湖中水流形态、水深、水生植被、湖中水流各入出口点的空间位置有对应关系；此外，本文还遴选了1986～2002年间6个典型年的同期多波段ETM、TM遥感图像数据，应用GIS、CPS、RS的集成技术就乌梁素海水环境要素进行了计算机解译及多光谱数据组合运算，评价了湖中水体、湖中植被、悬浮固体浓度与水深的光谱特性；应用光谱混合分析法建立了乌梁素海悬浮固体浓度与不同波段反射率计算求得高浓度比例的关系方程，应用水深遥感原理，建立了水深与TM3、TM2两波段像元亮度比值的对数回归方程，据此计算了2002年11月1日乌梁素海的悬浮固体浓度和水深值，绘制了两参数的空间分布图及湖底高程与水深的三维等值线图，并结合湖中其他信息进行了分析评价。最后利用地理信息系统对乌梁素海1986年以来不同类型区面积的动态变化进行了叠置分析，指出近年来乌梁素海总水域面积和明水区面积趋势减少，相比总水域面积而言，明水区面积的减少速度稍大；人工芦苇区面积趋势增加。最后结合实际分析了这些变化的原因，并探讨了乌梁素海水环境恢复的途径和重建技术途径。