منابع آب زیرزمینی، در بسیاری از مناطق جهان، مهمترین عامل به وجود آمدن شهرها بودند و حیات بسیاری از مناطق به این آب ها بستگی دارد. پیش بینی کمیت و کیفیت این منابع و رابطه خاص آن با سطح زمین، کمترین و حداقل تلاش در مورد حفاظت از این منابع ارزشمند خواهد بود. آلودگی آب های زیر زمینی می تواند باعث آلودگی نهرها، رودخانه ها و دریاچه ها و نیز خلیج گرگان در محدوده مطالعاتی شود. استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی که بتواند بین اطلاعات و داده های مکانی ارتباط برقرار نماید و با اطلاعات حاضر بتواند وضعیت جدید را پیش بینی کند، روش موثری برای جلوگیری از تخریب محیط و در نتیجه حفظ آن خواهد بود. پیش بینی وضعیت آینده یکی از ابزارهای مهم مدیریت طبیعت و حفاظت مثمر از آن است. برای انجام این مطالعه از سامانه اطلاعات جغرافیایی و شبکه عصب مصنوعی برای تعیین رابطه بین پارامترهای کیفیت اب زیرزمینی و کاربری اراضی/ پوشش زمین و پیش بینی رابطه موجود برای آینده استفاده شده است. منطقه مورد مطالعه برای انجام این تحقیق غرب حوزه آبخیز قره سو واقع در استان گلستان می باشد. نتایج این مطالعه، پس از بررسی عناصر و مولفه های مختلف آب و تهیه نقشه های کیفی از آن ها و مشخص شدن روند کلی تغییرات، نشان می دهد که که علی رغم مناسب بودن وضعیت کلی عناصر، برخی از آن ها در آستانه رسیدن به شرایط نامطلوب قرار دارند. این موضوع به خصوص برای برخی از عناصر از جمله ec و tds ملموس تر است. در نهایت مطالعه انجام شده نشان داد ساختار زمین شناسی، فعالیت های کشاورزی، خاک شناسی منطقه، سطح ایستابی آب زیرزمینی، توسعه شهری، تراکم جمعیت و فاصله از رودخانه به عنوان مهم ترین منابع تاثیر گذار بر کیفیت آب زیرزمینی حوزه آبخیز قره سو می باشند. امید است استفاده از سیستم های مدیریت جامع مکانی ابزار و راهکاری مفید برای حفاظت از تنوع زیستی و مدیریت جامع محیط زیست باشد.