全球覆膜农田规模以每年20%的速度在快速增长,并已成为一种重要的农业景观。我国是覆膜栽培大国,2010年覆膜农田规模已增长到2079万万公顷,占全国耕地面积的17%左右。如此大规模的覆膜农田及其时空变化,势必会对农田、区域乃至全球生态环境造成一定影响。本文选择我国最大的地膜覆盖区—新疆棉区作为研究区,基于Landsat TM 2007年、2011年两个年份的四景遥感影像数据,进行棉田地膜信息提取及覆膜地表温度反演研究工作,主要内容包括：(1)分析两个时相的地膜农田和其它典型地类光谱曲线及其它遥感特征,找出地膜农田信息提取特征。(2)构建地膜农田分类规则,建立地膜农田信息提取决策树模型,据此提取两个年份的地膜农田信息,选取验证样本并结合Google earth影像对分类结果进行精度验证。(3)分析几种主要的地表比辐射率(Land Surface Emissivity, LSE)估算方法,结合研究区典型地类热辐射特性,尝试用覃志豪的LSE估算方法估算研究区LSE；并采用单窗算法反演地表温度,进而分析覆膜地表温度特征。研究结果表明：(1)研究区内地膜农田解译特征明显,由于下覆土壤条件差异,其在假彩色合成影像(743：RGB)上表现出灰蓝和灰绿色条块状两种类型,它们在各波段上的反射率有0.1左右的差值,两者光谱曲线总体形态与裸地、休耕地相似,而与盐碱地、植被、水体差异明显；另外,地膜农田在第5和7波段的反射率比休耕地、裸地低,而在第1、2和3波段的反射率则与裸地和休耕地的相差不大。(2)该模型能够有效地解决研究区中同物异谱(地膜农田)和同谱异物(休耕地与裸地)问题,分类总体精度达到90%以上,表明该模型能够有效提取地膜农田信息。(3)地膜农田的地表温度较裸地和休耕地低,地膜增温效应在卫星影像上反映不明显。本文提出决策树的模型,可以实现地膜农田时空分布信息的遥感快速、准确提取,为政府进行覆膜栽培和残膜回收管理提供科学依据；此外,本文进行了覆膜地表温度的反演研究,在覆膜栽培对气候和生态环境的影响方面做了有益探索。