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本文研究主要分为两部分，第一部分主要是对第二松花江流域水质空间特征进行表征，主要是利用基于GIS技术的多元统计分析方法进行分析表征，首先运用聚类分析方法对二松流域水质在空间上的差异性进行分析，并运用判别分析方法分析引起二松空间差异性变化的主要污染物，然后进一步运用ARCGIS空间插值技术对主要影响水质的指标进行分析，以连续完整直观的表征二松流域地表水质的空间分布特征;并运用主成分分析方法对二松流域不同区域的污染类型进行分析评价，采用GIS空间插值技术根据点源监测数据来估计出其他未监测点的数值，形成连续性的面源分布图，以进一步准确的描述整个二松流域受主要潜在污染源影响的污染分布情况。第二部分主要是对水质变化与对其有重要影响的自然因素和社会经济因素之间的关系进行量化研究，其中自然因素选取的是土地利用类型，社会经济因素选取的是人口密度、单位面积国内生产总值、人均国内生产总值、第一产业产值占国内生产总值的比例、第三产业产值占国内生产总值的比例和工业增加值占国内生产总值的比例等7个指标数据进行分析，采用的分析方法包括Spearman相关分析、多元逐步回归分析以及ARCGIS技术。根据收集的2009年第二松花江流域的23个监测点的10个水质指标数据，在SPSS和STATISTIC统计软件的支持下，运用聚类分析方法分析二松流域水质的空间差异性，分析结果表明，二松流域水质可以分为高污染区、中度污染区和低污染区，其中高污染区主要位于伊通河干流，中度污染区主要分布在二松干流和饮马河支流，低污染区主要位于二松上游和饮用水源附近。运用判别分析方法分析引起二松空间差异性变化的主要污染物，分析结果表明，PH、氟化物、DO、NH3-N、COD、挥发酚和大肠菌群是引起二松流域水质空间差异的显著性污染指标。然后运用ARCGIS空间插值技术对6个主要影响水质的指标进行空间插值，得出表征二松水质的空间分布图，以充分反映二松流域水质的空间特征。 运用主成分分析方法对二松流域不同污染区域的污染类型进行分析评价，分析结果分别在高污染区、中度污染区、低污染区及整个二松流域得出3、3、4和3个污染主成分因子。然后运用ARCGIS空间插值技术得出整个区域的第一主成分因子和第二主成分因子的因子得分的空间分布，进而分析出受第一和第二主成分因子影响的位置。 根据收集的2000年全国1km网格土地利用数据通过ARCGIS切割得到二松23个子流域土地利用数据，将23个子流域中水质指标的年平均浓度与对应流域的土地利用类型面积比例进行Spearman相关分析，得出二者之间的相关性，建立土地利用类型与水质之间的多元回归模型进行量化研究。根据2010年吉林省统计年鉴获得二松流域包含县市的各项社会经济指标的数据，然后通过NANI-GIS-TOOLS工具进行空间化，得出各子流域的相应数据，分析23个子流域水质指标与对应社会经济指标之间的相关性，并建立二者之间的多元回归模型进行量化研究。由此分析得出二松水质受自然因素和社会经济因素的影响程度。