生态环境是人类生存的物质基础，良好的生态环境是社会发展的重要保证。大同矿区位于内蒙古高原与华北平原的过渡地带，属于生态环境的敏感区域。加之矿区居民法律意识的不完善以及认识的局限性，在矿产资源的开采过程中出现了一系列的环境问题，使得矿区的生态环境质量变差。矿区居民的生态环境保护意识与经济发展目标之间的矛盾也越来越明显，协调好生态环境与经济之间的关系，对大同矿区的可持续发展具有重要意义。本文选取两个比较有代表性年份（1990和2010年）的TM、ETM作为基础数据，1990年处在煤炭资源开采初期，而2010年为煤炭资源整合以后进行大规模开采时期。本文运用GIS的空间分析功能，较系统的分析了大同矿区的生态环境变化特征，并针对出现的问题，提出具体的改善建议。研究结果表明：（1）1990至2010年，大同矿区土地流转的主要来源是耕地、未利用地两种土地利用类型，主要转向林地、草地和工矿用地；大同矿区的土地利用程度指数减小，本区域的土地利用状况处在衰退期。（2）矿区植被景观中空地、针阔叶混交林、阔叶林和落叶阔叶灌丛的斑块平均面积在增加，其余的植被景观要素的平均斑块面积均有减少，其中灌草丛减少最多，为66.12公顷；植被景观斑块形状越来越规则，受人类活动干扰比较大；大同矿区植被景观要素中，栽培植被、草丛和针叶林的面积减少，减少量最多的是栽培植被，其余植被景观要素的面积在增加；植被景观要素的优势度指数差距减小，说明研究区内受一种或几种植被景观要素控制的局面得到改善；植被景观要素多样性指数增加，所占比例差异在减小；由于受矿区生产活动的影响，植被景观的破碎度在增加。（3）工矿用地周边栽培植被、落叶阔叶灌丛和天然生长的草丛占据较大比例，其中栽培植被大幅减少；工矿用地周边植被覆盖度较低，随着距离的增大，高覆盖度等级增加，但整体覆盖度水平不高。（4）大同矿区不存在极强度侵蚀和剧烈侵蚀，以轻度侵蚀为主，约占50%，强度侵蚀明显减少，土壤侵蚀状况好转；距离工矿用地越远，强度侵蚀比例越小，说明人类活动加剧了土壤侵蚀状况。（5）本文选用5个指标对大同矿区的生态环境质量进行分析，计算得出生态环境质量指数1990年为70.34，2010年为70.31，生态环境质量等级均为良，略有变差，但不明显。