新疆是中国水资源较为缺乏的省份之一，水资源的缺乏严重影响着该区域生态安全和可持续发展，吐哈盆地是新疆非常重要的煤炭、石油储藏区域，缺乏水资源严重制约着该地区社会、经济的健康发展。因此，该区域水资源的普查十分必要。遥感技术具有时效性好、信息量丰富等优点，在地下水勘测方面具有传统手段无法比拟的优越性，也具有一定的实践应用价值。本文以吐哈盆地为例，用1990～2010年两时相TM遥感图像作为主要的数据源，将遥感解译和野外实地验证紧密结合，综合分析了影像特征，初步建立了干旱区地质、水文地质、生态环境遥感解译标志，进行了较为系统的解译。主要取得如下成果:（1）本文对遥感图像进行了边缘增强、反差增强、彩色增强等一系列有针对性的增强处理。根据遥感解译的要求，对TM影像图进行增强处理等处理方式，分辨率相应大大提高。然后根据色调、影纹等解译标志，对吐哈盆地沙漠化土地进行分类，分类精度总体达到84.16%。（2）通过综合分析遥感影像特征及反复的实地验证之后，建立了研究区地质、水文地质、生态环境遥感解译标志，包括大小、色调、纹理、阴影等，并对其中个别类型进行了解译。（3）初步建立了干旱区地质、水文地质、生态环境遥感解译标志，并进行了解译，在野外实地验证后，解译平均精度达80.67%。本文的研究对于吐哈盆地水资源的普查与勘探有着重要的现实意义。