本文以陕西省吴起县为研究对象,以该县28年水文资料、红柳河流域的长城乡和周湾镇的DEM数据及1991年、1999年、2002年的TM遥感影像为主要数据源,RS和GIS技术为主要手段,从降水、蒸发、径流、输沙等方面对水文特征进行了分析;运用灰色理论和模型,对年输沙量进行了拓扑预测;基于分形理论对红柳河流域上游的河网分布规律进行了研究;最后利用归一化植被指数对研究区植被覆盖变化分析。主要获得以下结果:(1)通过统计分析可知,从1980～2007年28年间,特别是近几年,吴起县降水量有明显增加的趋势,蒸发量、径流量和输沙量都有不同程度的减少。该县的森林覆盖率已有了显著的提高,由1997年的13.2%增加到2001年的18.7%,再到2007年的38.2%。森林覆盖率的增加,改变了当地的下垫面状况,从而改变了当地近地层的小气候特征,因此,可以增加该地区的降水量,减少蒸发量、径流量和输沙量。(2)运用灰色理论和模型,对吴起县年输沙量进行了预测。结果表明,从2008年到2035年之间共13年的预测年份的年平均输沙量为2923.0769×104t,与28年的多年平均输沙量2957.6312×104t接近,误差为1.17%。(3)运用分形理论,对研究区红柳河流域河网的分形规律进行了研究。结果表明:随着选取的最小河流长度的增加,其相应提取的河网密度逐渐减小,从356.76m/km2～71.97m/km2,流域的分维也逐渐减小,为1.5667～1.1924,而且河网分维的相关系数都在0.98以上,说明同一流域提取不同的密度与其分维之间存在密切的关系,同时也说明水系分维可以有效地反映流域的形态特征。本研究所得到的分维值均小于1.6,判断红柳河流域水系处于发育的幼年期。(4)在RS和GIS的支持下,通过对1991年、1999年和2002年3期的Landsat TM图像进行分析,表明吴起县植被覆盖变化明显。从整体来看,优等植被覆盖度区和良等植被覆盖度区面积在减少,而差等植被覆盖度区和中等植被覆盖度区面积在增加。在吴起县,中等植被覆盖度区和良等植被覆盖度区占了总面积的97%以上,而其它三个覆盖度区占的比例特别小,说明吴起县的植被覆盖是相当高的;面积增加最明显的是中等植被覆盖度区,从2918.0991km2增加到3308.9234km2,所占比例从80.68%增加到91.49%,其次是差等植被覆盖度区,面积比例从0.13%增加到2.79%;植被覆盖减少最明显的是良等植被覆盖度区,面积所占比例减少了13.06%。(5)以NDVI值为参数,运用基于像元二分模型设计的植被覆盖度遥感估算方法技术路线简单、可操作性强,无需估算叶面积指数等需要复杂推导的参数就可以适用不同种植被类型,也适用于不同分辨率的遥感数据,实践表明本方法能满足模型对植被覆盖度定量化的要求。