با پیشرفت و توسعه فناوری و افزایش جمعیت، گسترش آلودگی ها در مناطق مختلف جهان به خصوص مناطق صنعتی، معدنی، خانگی و کشاورزی رشد چشمگیری داشته است. امروزه افزایش غلظت فلزات سنگین در خاک ها، یک مشکل عمده زیست محیطی محسوب می شود چرا که بر سلامت انسان، موجودات زنده، محصولات کشاورزی و زیست بوم اثر دارد. لازمه کنترل و پیش گیری این آلاینده ها، شناخت بوم سازگان های طبیعی، نیمه طبیعی و انسان ساخت است. فعالیت های انسانی کاربری اراضی و سیمای سرزمین را تغییر می دهند و چیدمان هایی از لکه های طبیعی و انسان ساخت به وجود می آورند که در اندازه، شکل و ترتیب متفاوت هستند. این تحقیق با هدف کمی نمودن و تهیه نقشه های پهنه بندی ساختار سیمای سرزمین و نقشه های پهنه بندی فلزات سنگین خاک (آرسنیک، کادمیوم، مس، سرب و روی) و همچنین بررسی ارتباط متریک های سیمای سرزمین با غلظت فلزات سنگین خاک در شهرستان نهاوند (استان همدان) انجام شد. با استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک 28 نمونه خاک از عمق 0 تا 20 سانتی متری از منطقه ای به وسعت 158112 هکتار در اوایل پاییز جمع آوری گردید و غلظت کل عناصر در آن ها اندازه گیری شد. جهت پهنه بندی غلظت فلزات سنگین از روش معکوس وزنی فاصله استفاده شد و میانگین غلظت فلزات در شبکه های شش ضلعی توسط آنالیز زونال محاسبه شد. جهت کمی کردن ساختار سیمای سرزمین، نقشه کاربری اراضی به عنوان نقشه پایه جهت محاسبه متریک ها بکار گرفته شد. نقشه پایه در فرمت رستری با قدرت تفکیک مکانی 60متر بعد از تحلیل نتایج آزمون مولفه های اصلی انتخاب شد. متریک ها در محیط gis کمی و به صورت شش ضلعی که هر کدام 1000 هکتار مساحت داشتند پهنه بندی شدند. متریک های سیمای سرزمین در دو مقیاس کلاس و سیمای سرزمین محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفت. برای بررسی ارتباط متریک ها با غلظت فلزات سنگین خاک از آزمون همبستگی پیرسون و آزمون رگرسیون استفاده شد. نتایج تحلیل سیمای سرزمین شدت فعالیت های انسانی در منطقه را به خوبی تفسیر کردند به طوری که نتایج نشان داد کوهستان و مرتع جزء مناطق کم تخریب یافته و مناطق کشاورزی آبی جز مناطق با تخریب زیاد می باشد. نتایج اندازه گیری فلزات نشان داد که آرسنیک و مس نسبت به استاندارد میانگین جهانی و سرب نسبت به غلظت در لیتوسفر بالاتر است. نتایج آزمون همبستگی پیرسون نشان داد که نمایه ها قادر به نشان دادن اثرات فعالیت ها انسانی در منطقه می باشند به طوری که منشاء غلظت فلز آرسنیک در منطقه علاوه بر مواد مادری، تحت تاثیر فعالیت های انسانی و سایر عناصر را مواد مادر در منطقه نشان دادند. بنابراین متریک های (تعداد لکه، تراکم حاشیه، متریک بزرگ ترین لکه، متریک وزن داده ی بعد فرکتال به وسیله مساحت و درصد پوشش) می توانند الگوهای ساختاری سیمای سرزمین وکشاورزی منطقه را بخوبی تفسیر نمایند. نتایج حاصل از تحلیل های همبستگی پیرسون نشان داد که غلظت فلزات سنگین خاک و الگوهای سیمای سرزمین همبستگی معنی داری را با هم دادند. نتایج آزمون رگرسیون چند متغییره نشان داد متریک بعد فراکتال وزن دهی شده بوسیله مساحت نسبت به سایر متریک ها توانایی بیشتری را برای نشان دادن شدت فعالیت های انسانی را دارا می باشد بنابراین جهت بررسی ارتباط غلظت عناصر و الگوهای سیمای سرزمین مناسب تر می باشد.