کاربری اراضی/پوشش سرزمین یکی از متغیرهای موثر بر کیفیت آب های سطحی است که می تواند به وسیله سنجه های سیمای سرزمین به صورت کمی نمایش داده شود. استفاده از سنجه های سیمای سرزمین جهت پیش بینی تغییرات کیفیت آب، می تواند به عنوان رویکردی مناسب جهت پایش آلودگی های غیر نقطه ای باشد. در مطالعه حاضر، اطلاعات کیفیت آب 85 ایستگاه آبسنجی واقع بر رودخانه های استان مازندران مورد بررسی قرار گرفت. مرز بالادست ایستگاه ها تهیه شد و سنجه های سیمای سرزمین برای زیر حوضه های موجود استخراج شدند. پارامترهای کیفیت آب شامل ec، ph، tds، no3-، po43-، co32-، hco3-، cl-، so42-، ca2+، mg2+، k+، na+، sar، na%، per.h و tem.h در خلال سالهای 1390 و 1391 توط سازمان آب منطقه ای استان مازندران برداشت شدند. از تحلیل مولفه های اصلی جهت تعیین پارامترهای کلیدی کیفیت آب و از رگرسیون خطی پیشرو به منظور تعیین سنجه های بهینه در توصیف تغییرات هر کدام از پارامترها استفاده شد. پارامترهای sar، tds، ph، no3- و po43- قادر به توصیف 61/96 درصد از تغییرات کیفیت آب رودخانه های استان مازندران بوده است. از شبکه عصبی- فازی تطبیقی و رگرسیون چندگانه خطی جهت مدلسازی ارتباط میان سنجه های سیمای سرزمین و پارامترهای کیفیت آب استفاده شد. نتایج حاکی از آنست که رگرسیون چندگانه خطی توانسته است پارامترهای sar، tds، ph، no3- و po43- را با ضریب تبیین (r2) برابر با 81/0، 56/0، 73/0، 44/0 و 63/0 در مرحله آزمون پیش بینی نماید، این در حالیست که r2 شبکه عصبی- فازی به ترتیب برابر با 82/0، 79/0، 82/0، 31/0 و 36/0 بوده است. بنابراین شبکه عصبی- فازی در اغلب موارد کارایی بالاتری داشته است و این امر ارتباط غیر خطی میان پارامترهای کیفیت آب و سنجه های سیمای سرزمین و نیز انطباق ساختاری بیشتر شبکه عصبی- فازی را نمایش می دهد. همچنین با توجه به نتایج بدست آمده و تحلیل ارتباطات میان سنجه های سیمای سرزمین و کیفیت آب رودخانه ها، مطالعه حاضر به ارائه راهکارهای مدیریتی و الگوهای بهینه سیما سرزمین پرداخته است که می تواند کارایی بالایی جهت برنامه ریزی منطقه ای و ارزیابی اثرات محیط زیستی در برنامه های توسعه در استان مازندران داشته باشد.