干旱区既是全球贫困人口的集中分布地区,又是潜在的自然资源宝库。地处干旱的塔里木盆地东缘,罗布泊作为中国最大的内陆河流塔里木河的尾闾湖,其繁盛和消亡不仅反映了干旱区湖泊变化的一般规律,而且记录了这一地区环境变化的丰富信息。近年,罗布泊周边的罗布荒原中发现了大量历史时期人类遗址,该地区成为了新疆历史、地理、生物、地质、环境演变研究的一个典型区域,越来越受到学术界的重视,成为科学界探险和考察的热点区域。罗布荒原的地形是研究罗布泊水体变迁和环境演化过程的重要基础,具有显著的科研价值。由于罗布荒原环境恶劣、人迹罕至,大范围的地面测量难以实现;该地区地势平坦,在近百公里的距离范围内高差仅有数米,目前已有的地形资料,无论是从空间分辨率、高程精度以及覆盖范围上都难以满足罗布荒原地形特征分析的需求,而现有的实地测量结果甚至互相矛盾,因此,对该地区地形特征单元的认知一直未能在学术界达成一致。近年来,德国宇航局发射的Terra SAR-X/Tan DEM-X（TSX/TDX）双星干涉雷达测量系统主要用于获取全球高程模型和研究地表形变。本文利用TSX/TDX数据生成了全面覆盖罗布荒原的高分辨率高精度DEM,覆盖面积约35,000 km2。根据Tan DEM-X In SAR DEM,结合雷达影像与高分辨率光学图像,本文重点解译了罗布泊湖盆区、喀拉库顺洼地、中央洼地、楼兰洼地、西部河网区等典型的水文地形,深入分析了该地区水文地形的空间特征与古环境意义。本文的主要研究成果和创新点如下:（1）针对罗布荒原古环境研究中缺少可靠的地形数据,以及该地区环境恶劣、面积广阔、地势平坦等特点,引入TSX/TDX单视复数斜距配准影像作为数据源,深入分析该雷达系统的各项误差和成像几何条件,发展了单景TSX/TDX In SAR DEM高程误差方程模型,提出了基于GLAS激光测高数据和同名连接点的罗布荒原TSX/TDX区域网平差方法。该方法大幅降低了相邻DEM之间的相对高程误差,生成的数字高程模型全局绝对高程精度优于1 m,是目前为止该地区综合质量最高的公开高程数据。（2）针对罗布泊湖域范围大小存在争议的问题,利用本文生成的高精度DEM和ALOS Scan SAR的解译结果,结合野外实地考察验证和近现代科学考察资料,论证了790 m等高线所对应的罗布泊湖岸线空间范围,其面积8,720 km2,可容纳水量16.5±2.6亿m3,首次对罗布泊湖盆的历史时期水量进行科学估算。（3）针对罗布泊是否为“游移湖”所引发的科学争议,梳理了正、反两方的论据,并利用本文生成的DEM解译了斯文赫定所发现的楼兰洼地所处的地理位置及范围。该结果表明,在罗布泊湖盆区以西,除了喀拉库顺之外,还存在着一片地形洼地,而这一洼地正是“游移湖”争论中一直被忽视的地理单元。本文结合近现代科学考察、年代学和沉积物研究成果,论证了楼兰洼地的形成时间应不晚于公元1200年,为楼兰文明、罗布泊之间的关系与古环境变迁研究提供了新的突破口。