海河流域是全国7大水系中近2000年来下垫面变化最大的流域。下垫面条件改变,导致流域入渗、蒸发、径流过程改变,影响了流域水资源时空分布格局,从而影响区域水资源评价。基于入渗环节的海河流域下垫面变化情况研究是进一步研究其蒸发、径流过程的前提与基础。传统流域下垫面采用地面样点调查,空间分辨率有限,且难以全面描述下垫面异质性特征,数据更新困难。遥感技术的高空间分辨率、动态的植被盖度和不透水面等生态水文信息,为全面综合开展流域尺度下垫面监测提供可能。本文利用卫星遥感信息宏观、动态、客观的优势,提取下垫面要素遥感信息,分析各要素变化情况；综合利用土壤数据、地形数据和地表覆盖数据,构建综合水文下垫面模型估算土壤饱和导水率,分析海河流域土壤饱和导水率变化。全文主要研究成果如下：(1)海河流域下垫面要素分析。面积最大的坡度等级为缓斜坡,其次为陡坡和微斜坡；面积最小的坡度等级为平原,其次为垂直壁。海河流域各坡向中,正东坡向面积最大,其次为东南、正南坡向。1980至2010年,耕地、草地和其他用地总减小面积分别为2.47万km2、0.48万km2、0.09万km2,年变化率分别为0.52%、0.39%和0.38%；林地、水域和建设用地增加面积分别为1.35万km2、0.23万km2和1.42万km2,年变化率分别为0.49%、1.56%和2.97%。1980年至1990年,以中等植被覆盖度分布为主,1980年、1990年植被覆覆盖度为31%-70%的区域分别占流域总面积的35.9%和40.5%。2000年至2010年,高植被覆盖度区域逐渐占优,2000年、2010年植被覆盖度为71%-100%的区域分别占流域总面积的46.5%和45.0%。1980年至2010年,不同等级的不透水面面积呈明显的上升趋势,不透水面面积所占流域面积的比例,由1980年的0.43%增加到1990年的0.91%,2000年该比例为1.08%,2010年该比例增加到2.88%(2)构建综合水文下垫面模型。参考已有研究成果,分析土壤数据(砾石、砂粒、容重)、地形数据(坡度、坡向)、地表覆盖数据(植被覆盖度、不透水面盖度)对土壤饱和导水率的影响,构建关系方程进行数据转换并标准化处理,通过因子分析法构建综合水文下垫面模型,估算土壤饱和导水率。模型经评价具有较高精度。(3)估算土壤饱和导水率,分析土壤饱和导水率变化情况。根据综合水文下垫面模型估算1980年、1990年、2000年和2010年四期土壤饱和导水率,分析可知山前平原地带和北部山区土壤饱和导水率高,其他区域土壤饱和导水率较低。1980年至2010年,流域总体饱和导水率呈先减少后增加趋势。本文构建的综合水文下垫面模型引入坡度坡向、植被覆盖度、不透水面盖度等遥感数据,既提高了土壤饱和导水率空间分辨率,且反映了土壤饱和导水率的空间差异特性。该模型能够通过更新遥感数据快速更新土壤饱和导水率数据,进而及时反映出土壤饱和导水率的时间变化。构建的综合水文下垫面模型经分析评价具有较高精度。利用遥感数据构建综合水文下垫面模型估算土壤饱和导水率,具有数据易获取、更新快、分辨率高等优势；同时,模型参数基于数据自身规律通过因子分析法确定,具有较为广泛的适用性。