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干旱是湖南省主要的自然灾害，由于湖南省特殊的地理和气候特征，干旱呈现出明显的地区分布差异，旱灾历年来以湘中丘陵地区，即衡绍走廊最为频繁，土壤水分就成为制约该地区植被建设的关键自然因素。因此，掌握该地区土壤水分的空间分布规律，以及与各环境因子之间的关系对于该地区的农业生产和土地的合理利用具有重要的指导意义，土壤水分的分布通常会受到降雨、植被、土壤、地形和土地利用方式等因素的影响。本文以地形与地貌环境因子为例，在保证方法可行性的基础上，以湖南省以及湖南省中部娄底市为重点研究区域，系统地阐述了利用遥感和GIS手段研究地形地貌与土壤水分关系的研究方法。本文旨在通过遥感方式反演土壤水分的方法，并采用遥感图像处理方法、GIS空间分析方法以及统计学方法，来研究地貌地形与土壤水分分布之间的关系。以湖南省为研究对象，利用MODIS数据，并结合DEM数据以及气象数据，综合研究了湖南省各地貌类型与土壤水分之间的关系，得出结论，三个地貌类型之间的土壤水分分布情况从大到小依次为：山地、平原、丘陵，在此基础上，再以湘中丘陵地貌的娄底市为研究对象，利用TM/ETM+数据、高程数据以及气象数据，首先利用定量分析的方法，采用地形位指数计算公式，对各地形因子与TVDI干旱等级指数之间的关系进行了研究，并采用定性研究的方法，选取了降水量基本相同的干旱区和湿润区，对位于不同山脊线两侧、以及不同坡度、高程处的土壤水分分布情况进行了研究，结果发现，（1）高程高的地方土壤水分分布较大（2）坡度越高，土壤水分含量越高（3）山脊线两侧土壤水分的分布情况与坡向对土壤水分的分布影响相吻合，东南坡向较西北坡更易干旱。其次利用GIS空间分析以及统计学方法，对影响土壤水分分布的因素的强弱程度进行了排序，其影响程度依次为：坡度、高程、坡位以及坡向，最后将理论分析的结果与实测结果进行了比较，发现理论结果基本与实际情况相符。