本文以关中平原黄土台塬区为研究对象,以1990年、2000年、2010年的TM卫星遥感影像以及地形图、水资源数据等为数据源,综合运用GIS、RS等技术,分析了黄土台塬区过去20年之中土地利用/土地覆被变化的特征以及水资源变化的特征,并在此基础上运用了基于流域用水标准的水资源栅格尺度分析方法探索了台塬区的水资源开发潜力状况,最后,本研究将水资源和土地资源在时空上进行了优化配置,得出了台塬区的水资源和土地资源在数量和空间上的优化配置。其主要研究结论如下：(1)黄土台塬区土地资源利用变化特征通过对台塬区土地利用数量、质量、土地利用程度以及土地利用数量和土地利用程度综合指数变化的分析,发现：①黄土台塬区在过去的20年时间里各个地类面积发生了很大的变化。1990年到2000年之间,草地面积呈减少趋势,面积比例由1990年的12.4878%减少到2010年的11.9021%；耕地面积大幅度减少,由1990年的941198.58hm2减少到2010年的911504.60hm2,面积减少了29693.98hm2；水域和未利用地的面积也有不同程度的减少,只是减少的程度不同而已；在此期间,建设用地面积大幅度增加,建设用地面积由1990年的75756.37hm2增加到2010年的98894.37hm2,增加了23137.99hm2；林地面积在此期间也增加了14579.87hm2,林地的增加主要是近二十年台塬区进行退耕还林的效果起了很大的功效。②黄土台塬区土地开发利用程度在过去的20年之间经历了上升和下降阶段,但是,上升和下降的速率参差不平。其主要表现在台塬区各个区域内部在20年之间经历的情况有所不同,宝鸡、渭南地区呈现出先上升、后下降的态势；咸阳、铜川西安呈上升趋势,其中,铜川地区的土地开发程度指数上升的最快。(2)黄土台塬区水资源潜力开发时空差异水资源负载指数在时空上存在这明显的时空分异现象,从时间尺度上来看,黄土台塬区水资源负载指数1997年、2000年、2003年、2006年和2009年依次为18、22、18.8、26和29,时间尺度上基本呈现出历年增加的趋势,同时在五个时间段内,台塬区的水资源负载指数分级也基本上处于一级和二级水平,水资源开发利用程度极高；而从空间尺度上来讲,水资源负载指数较高的区域主要集中在咸阳台塬区的中部、西安台塬区,具体为咸阳的三原县、泾阳县、渭城区、兴平市,西安地区则主要分布在临潼区和雁塔区周边,这些地方水资源负载指数极高,进一步的开发比较困难。水资源负载指数相对较少的区域则主要分布在大部分渭南地区,如合阳县、白水县、澄城县,宝鸡的凤翔县,西安的蓝田县、周至县,这些地区的水资源负载指数相对来说比较小,区域的水资源开发潜力比较大。(3)黄土台塬区土地利用多尺度空间优化尺度黄土台塬区的耕地、林地和草地在十个空间尺度上所表现出来的ROC值大小表现出了一定的规律性,表明土地利用格局与各影响因子之间存在着一定的尺度相关性特征,即随着研究尺度的增大ROC曲线表现出了先增加后减少的趋势,而从三个地类的曲线中可以明显的看出,在模拟尺度为400m时,黄土台塬区的耕地、林地、草地的空间模拟拟合度的ROC值均达到了最大值,分别为0.683、0.741和0.842。说明黄土台塬区在各种尺度的转换之下,400m×400m是此区域在进行土地利用格局优化时最佳的模拟尺度。(4)黄土台塬区水土资源高效、优化配置模拟从水土数量优化配置的结果可知,耕地、草地、水域及未利用地面积减少,而林地和建设用地面积则有增加的趋势；从面向生态的角度出发,黄土台塬区的水土优化配置结果反映了台塬区土地生态系统的生态价值和经济效益,台塬区的生态效益由2000年的1.5313亿元增加到2020年的1.5445亿元；而台塬区的土地经济收益则由2000年的68.4901亿元增加到71.9021亿元。从水土空间优化配置的结果可以看出,咸阳台塬区建设用地在过去十年以及未来十年变化极为明显,建设用地主要在原有建设用地周边进行拓展,其中,建设用地变化最为明显的区域主要集中在咸阳市的秦都区以及三原县。