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土壤水分是地表水循环的重要环节,对维持区域生态环境的良性发展具有重要意义。影响土壤水分分布的因素包括自然条件和人类活动两方面,其中人类活动如煤炭开采引起的土壤水分变化不可忽视。煤炭开采活动导致的地表形变以及地层结构变化,会改变土壤水分的运移,进而影响植被的生长条件甚至破坏当地的生态环境。大柳塔矿区常年存在大范围的煤矿开采活动,而且由于降雨稀少、地表干旱等原因使得该地区生态环境比较脆弱,煤炭开采活动进一步加剧地表干旱情况和恶化生态环境。因此,通过分析大柳塔矿区土壤含水量的时空变化规律来研究采矿活动造成的土壤水分损失和对生态环境的影响显得尤为重要。光学遥感具有数据源丰富、成本较低等特点,是实现大范围区域土壤水分监测的有效方法。本文选取陕西省神木县大柳塔矿区为研究区,采用Landsat遥感数据和实测土壤含水量、光谱数据,对干旱、低植被覆盖的采矿区开展土壤含水量反演方法研究,在分析土壤水分敏感波段的基础上,构建Nir-Red二维光谱特征空间;对比分析基于Nir-Red二维光谱特征空间的干旱指数模型,并对角度干旱指数模型(ADI)进行改进;根据模型分析结果和研究区特点确定最适合的土壤含水量反演模型;基于该模型反演研究区多时相的土壤含水量,通过研究含水量的时空变化规律及与植被的响应关系分析采矿活动对土壤水分和植被造成的影响。本文主要研究成果如下:(1)研究区实测土壤水分和光谱数据的相关性分析表明:土壤红光波段和近红外波段反射率与含水量间具有显著的相关性(R分别为-0.7987和-0.8029),是土壤水分的敏感波段。(2)采用Nir-Red二维光谱特征空间中的角度指数θ与土壤含水量拟合的二次多项式模型(MADI),对角度干旱指数的非线性方程模型(ADI)进行改进,验证结果表明MADI模型具有更高的反演精度。(3)对多种干旱指数模型的对比和分析结果表明:MADI模型的适用性最广、反演精度最高,是最适合于研究区的土壤含水量反演模型。(4)研究区土壤含水量从2002年到2015年呈逐渐减小趋势,其中2009年到2015年的减小幅度小于从2002年到2009年的减小幅度;土壤含水量变化与植被覆盖度变化总体上存在响应关系。以上结论表明大柳塔矿区的采矿活动会引起土壤含水量和植被覆盖度的降低。