土壤水分是水文学、气象学、土壤学、生态学以及农业科学等研究领域中的一个重要的参数，也是一个比较难得到的参数。它在全球和区域水循环中扮演着重要角色，是控制陆面各物理、化学和生物过程的关键变量之一。本论文总结了利用卫星遥感资料估算金塔绿洲土壤水分研究的意义、目的、方法和现状。通过利用2005年绿洲系统能量与水分循环过程观测和数值研究野外观测试验期间收集的中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution ImagingSpectroradiometer，MODIS)卫星遥感资料，得出了如归一化差值植被指数，植被覆盖度、地表反射率和地表温度等参数，并结合同期研究区地面野外试验实测资料，从而进一步利用热惯量法估算得到了金塔绿洲的表层土壤水分，并对所得到的结果进行了分析和讨论。本文着重介绍了利用MODIS资料反演金塔绿洲地表温度以及估算其表层土壤水分研究，并结合同期研究区域地面观测点的实测资料进行验证，得出以下结论：　　 首先，论文选择从热红外研究地表温度方法的角度入手，运用分裂窗算法反演得到了金塔绿洲的地表温度，由反演得到的结果可以看出在绿洲、沙漠和戈壁上地表温度的分布与地表状况比较吻合，其空间变化规律与实际地表状况的分布特征具有较强的一致性。绿洲上的地表温度值要明显的低于沙漠和戈壁上的地表温度值。植被密集的地方其地表温度要低于植被稀疏的地方。地表温度的最大值出现在沙漠地区，而最低值则出现在绿洲南部和东北部的植被密集区域。地表温度反演结果的平均绝对误差是1.37℃，平均相对误差是3.2％。因此，说明该反演结果基本可信。　　 其次，由于MODIS资料可以提供白天和夜晚两次过境的数据，因此采用热惯量法对金塔绿洲地区的表层土壤水分进行估算。实验证实，热惯量模式存在一定的缺陷：热惯量主要用于研究土壤与岩石，而不能较好的体现植被信息。所以引入NDVI这个参数对植被覆盖区进行修正，发现考虑NDVI的回归模型具有较好的相关性。由其结果可以看出金塔绿洲地区表层土壤水分的分布与地表状况比较吻合。沙漠、戈壁和绿洲的表层土壤水分存在着很大的差别，对于沙漠和戈壁地区的地表而言，土壤水分比较小，分布也比较均匀，而绿洲地区则正好相反。由于绿洲地区植被种类不同，并且有很多沙漠和戈壁的过渡带，因此，绿洲内部土壤水分的分布也具有一定的差异。验证得到5cm、10cm和20cm三层的土壤水分估算值与土壤水分的实测值的相对误差都低于10％，平均误差为6.5％、6.61％和3.1％。从以上土壤湿度估算值与实测值的对比可以得出，以MODIS卫星资料为基础直接与土壤水分实测资料建模估算金塔绿洲地区表层土壤水分，其结果是20cm土壤水分的反演结果精度最高，并且全部三层的土壤水分估算值的相对误差都小于10％，这说明反演得到的土壤水分结果比较合理。因此，在利用热惯量法估算金塔绿洲土壤水分的过程中，考虑植被对热惯量法的影响，具有一定的实际意义。　　 最后，在用热惯量法获得本文研究区的表层土壤水分之后，根据Bisw as BC等和鹿洁忠提出的表层土壤水分估算深层土壤水分模型，由遥感估算得到的表层5cm土壤水分估算了其下10cm.20cm和40cm的土壤水分，经过和实测数据与热惯量法估算得出的结果对比表明10cm和20cm的估算值存在较大误差，只有较深层的40cm土壤水分的值与分布状况比较精确。但是由于40cm土壤水分的观测资料有些问题，因此，此结果不能完全反映10cm和20cm处土壤水分的估算效果。