روند نزولی تراز آبی دریاچه ارومیه یک مشکل جدی برای منطقه شمال غرب ایران است که اثر منفی بر کشاورزی و صنعت منطقه خواهد داشت. این تحقیق دلایل احتمالی از این مشکل را با تخمین روند در سری زمانی متغیرهای آب و هواشناسی حوضه و ارزیابی تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه با استفاده از تصاویر ماهواره ای بررسی کرده است. چهار روش آماری غیر پارامتری شامل: من-کندال، تایل-سن، اسپیرمن و سنس تی برای تخمین روند ماهانه و سالانه دبی، بارندگی و دما در 81 ایستگاه واقع در سطح حوضه به کار گرفته شدند. نتایج روند معنی دار افزایشی دما را در کل حوضه و برای بارش روند افزایشی در یک منطقه خاص از حوضه نشان داد. همچنین آزمون های روند یک روند کاهشی کلی را برای دبی حوضه بخصوص در ایستگاه-های پائین دست تائید کردند. بطوریکه این می تواند به دلیل برداشت بیشتر از زیر حوضه های بالا دست باشد. همگنی روندهای ماهانه نیز با استفاده از آزمون همگنی روند ون بل و هوگات ارزیابی شد. تحلیل زمانی روند دما در سطح حوضه یک روند معنی دار افزایشی را در اواسط دهه 1980 و 1995 نشان داد. برخلاف دما، برای دبی یک روند معنی دار کاهشی از ابتدای سال 1995 تشخیص داده شد. در بخش دوم (این بخش فقط برای قسمت شرقی حوضه به دلیل محدودیت تصاویر ماهواره ای انجام شده است)، تصاویر سال های 1976، 1989، 2002 و 2011 ماهواره لندست همراه با نقشه های کاربری اراضی قابل دسترس و تصاویر google earth از منطقه مورد مطالعه تهیه شد. علاوه بر آن، بازدید از منطقه مورد مطالعه و برداشت مختصات از کاربری اراضی با دستگاه gps انجام شد. برای طبقه بندی تصاویر از روش های حداکثر شباهت، حداقل فاصله و ماهالانوبیز استفاده شد و نتایج نشان داد که روش حداکثر شباهت کمترین خطا را به همراه داشته است. نتایج پردازش تصاویر نشان داد که مساحت کاربری اراضی زراعی آبی، باغی و دیم بترتیب 412، 485 و 672 درصد طی 35 سال اخیر افزایش یافته است. اما اراضی مرتعی 34 درصد کاهش یافته است. در نهایت بررسی رابطه تغییرات جریان رودخانه ها با تغییرات همزمان دما و بارش و یکبار با تغییرات همزمان دما، بارش و سطح اراضی آبی نشان داد که بیشترین همبستگی تغییرات دبی با تغییرات سطح کشت آبی و سپس با دما می باشد و در هیچکدام از روابط تغییرات بارش همبستگی معنی داری را نشان نداد.