土壤水分是地球生态过程中的重要因素,也是生命活动必须的元素,对地球环境稳定起到了重要作用。能够对土壤含水量数据进行实时、精确的反演,在预测干旱、了解地区水循环机理等研究中有较大的作用。黑河流域位于欧亚大陆中部,远离海洋,周围高山环绕,受大陆性气候和青藏高原的祁连山-青海湖气候区的影响,地处于较为典型的干旱半干旱区。黑河流域人口稀少,植被覆盖度较低,对研究自然条件下土壤含水量变化规律有重要的价值。本文立足于改进的热惯量模型,以美国NASA的陆地资源卫星Landsat TM/OLI遥感影像为基础数据,辅助逐小时地表气温等数据,对黑河上游八宝河流域1986年至2015年三十年间土壤重量含水量进行反演,并利用实测数据对研究区域进行精度验证。论文主要研究结果如下:利用基于Landsat TM/OLI可见光遥感影像为基础数据来源的改进热惯量模型是成熟可用的。通过本实验对黑河上游八宝河流域进行土壤含水量的反演,所得数据的平均精度约为76.04%,相关性R≈0.879。该方法在相似区域中可以作为长期实时监测土壤含水量情况的一种有效方式。空间分布上,1986年至2015年黑河上游八宝河流域土壤含水量整体空间变化规律呈现区域内土壤水分相对高值由东南山地沿南侧山麓逐渐向西北平原汇流处集中的特征。季节上看,八宝河流域土壤含水量四季平均土壤含水量变化依然保持由上游东南部山地沿南部山脉向西北部下游平原转移的趋势。分月看,八宝河流域土壤含水量夏季高值处于东南部山地,秋冬季节至次年春季区域逐渐转向西部八宝河下游平原区域。时间变化上,黑河上游八宝河流域区域内的土壤含水量总体处于增长阶段,地表土壤含水量增加的主要位置处于中部谷地内,环绕八宝河流域周围的山地处土壤含水量存在明显的下降变化。分季节看,春季八宝河流域内土壤含水量集中处于微弱递增趋势,海拔极高的山地地区存在有土壤含水量下降趋势;夏季土壤含水量变化趋势分布总体相似于春季,但区域内增长趋势明显放缓,直观表现为大片区域slope值的减小;秋季八宝河流域土壤含水量变化差异性增大,除海拔较高山地外,东部八宝河上游平原突出区域也出现有土壤含水量下降趋势;冬季平均土壤含水量总图处于上升趋势,趋势较其他季节更大,中部平原相对较周围山地区域土壤含水量增长趋势大。风速相对黑河上游八宝河流域土壤含水量呈现低度负相关关系,风速大小会在有限程度上对浅层土壤含水量产生轻微扰动;温度对黑河上游八宝河流域土壤含水量具有高度正相关关系,温度高低会直接影响八宝河流域土壤含水量的比率;空气相对湿度对八宝河流域土壤含水量存在的影响十分微弱,可以忽略不计;降水对于土壤中水分含量的影响能力依然有限,其相关性不高。论文在以下几方面有所创新:1.利用Ladnsat遥感影像作为区域土壤含水量反演的基础数据,提升了土壤水分反演精度,为更精细尺度的土壤水分研究提供了新的方法;2.验证了改进热惯量模型在黑河上游八宝河流域的可用性;3.利用30米分辨率的土壤含水量遥感反演产品进行时空分析,相对以往研究在更加细微的尺度下得出分析结果,拓展了土壤水分研究的视角。