本文在国家科技支撑计划973项目“小城镇土地集约利用与土地生态安全评价”（项目编号：2003BA808A22-4）、国家自然科学基金项目“成像光谱技术在土地动态监测评价中的应用”（项目编号：40271007）的共同支持下，以土地资源评价中客观存在的模糊性为切入点，基于成因分析、统计分析和模糊集分析相结合的方法论，对土地资源评价的多维模糊决策模型进行系统研究，并做了实际应用。　　 首先，在系统分析土地资源评价特点的基础上，指出常用的综合指数法使评价结果趋于均化，难以反映评价对象之间的客观差异，提出土地资源评价应遵循“先划分等级后综合评价”的原则；根据土地资源评价中评价等级划分的模糊性，提出了土地资源评价多维模糊决策的基本框架；根据土地资源评价的多指标性、多层次性，以及评价指标权重和指标等级标准的不确定性，将多维模糊决策模型分为五大类；根据土地资源评价多维模糊决策方法评价结果的多解性，依据评价对象的模糊划分，将经典的模糊统计量改进为考虑评价指标权重的模糊距离统计量，并提出了基于模糊距离变差统计量、模糊熵统计量、级别变量值离散度的优化标准；顾及多维模糊决策优化标准的非唯一性，融合不同优化标准的优点，提出了决策方案的综合优化法即模糊优选法。　　 其次，根据物理含义明确、数学基础严密的模糊环境下的目标函数，研究了不同条件下多指标单元系统评价的多维模糊决策模型及算法。提出已知指标等级标准和评价指标权重的多维模糊决策模型；提出已知指标等级标准和未知评价指标权重的多维模糊决策模型的交叉算法即非监督权重的模糊交叉算法、具有权重监督因子的模糊交叉算法、具有监督因子和稳定系数的模糊交叉算法、基于熵的模糊交叉算法；提出未知指标等级标准和已知评价指标权重的多维模糊决策模型的交叉算法即非监督指标等级标准的模糊交叉算法、监督指标等级标准的模糊交叉算法；研究了指标等级标准和评价指标权重均未知的多维模糊决策模型，提出了多指标多维自反馈模糊决策的交叉算法。考虑因评价指标权重的变化而导致模糊距离的变异程度，进一步提出了基于模糊距离总变差的多维模糊决策模型及算法。根据多维模糊决策模型评价结果信息多维的特点，进一步研究了多指标多层次系统多维模糊决策模型及算法，基于模糊环境下的目标函数，提出了高层次单元系统已知权重的多维模糊局势决策优选模型以及未知权重的多维模糊局势决策交叉算法。　　 将多维模糊决策模型的参数全解析化，首次提出了评价样本模糊克隆的概念，并给出了不同权重形式下的多维模糊决策全解析模型以及具有监督因子和稳定系数的多维模糊决策全解析模型，分析了多维模糊决策全解析化模型的参数关系，指出多维模糊决策全解析化模型的参数结构是非完全对称的。将多指标多维模糊决策模型的应用范围由评价、决策领域拓广为预测领域，基于预测样本特征值的单指标模糊划分，依据成因分析、统计分析和模糊集分析相结合的方法论，基于多维模糊决策模型建立了多维模糊综合预测模式，并给出了具体算法及衡量模型精度的标准。　　 最后，将土地资源评价的多维模糊决策模型应用于临沂市所辖10个县（市）城区土地生态安全评价，并与综合指数法、主成分分析法的评价结果相比较；将土地资源评价的多维模糊决策模型应用于慈溪市所辖20个镇（街道）的土地集约利用评价，并与综合指数法、BP神经网络法的评价结果相比较；这两个应用实例均得到了与实际相符的评价结果。土地资源评价应用实例表明，多维模糊决策评价不仅可以同时得到评价对象的所属评价等级和综合评价值（级别变量值），而且可以同时得到评价指标的权重和标准评价等级的中心值，评价结果充分体现了不同评价等级的指标特征、客观反映了评价对象间的差异。将提出的基于多维模糊决策的预测模式应用于土壤性质指标高光谱反演，采用原始光谱数据和基于光谱反射率对数的一阶微分变换数据以及不同权重形式下的多维模糊决策全解析模型，分别建立土壤性质指标高光谱反演预测模型并进行精度检验，应用结果表明，土壤性质指标高光谱模糊反演模型精度和检验样本的精度均较高。将建立的土壤有机质多维模糊预测模型用于土壤有机质含量的局部空间反演，结果表明有机质空间分布图比利用地学统计法得到的空间分布图更为细腻，也比基于高光谱的线性分析方法反演结果的精度高。