水是自然环境中的一个重要因子，水的质量直接关系到人类及自然环境的生存与发展。作为地球上淡水资源之一的湖泊水，是陆地水圈重要组成部分，也是地球表层系统各圈层相互作用的联结点。近年来，受自然和人类活动的双重胁迫，我国湖泊水环境变化剧烈，面积持续萎缩，湖泊水质持续恶化，生态与环境遭受严重破坏，功能和效益不断下降，水质性缺水日益严重，从而造成巨大损失，越来越成为公众媒体关注的焦点。东北地区作为老工业基地，其水资源环境质量也不可避免的面临着随经济振兴而来的诸如化学污染等一系列问题，区域性湖库水质的监测与治理显得尤为重要。遥感技术作为一种水环境调查和监测手段，最初发展并应用于海洋Ⅰ类水体，称为海洋水色遥感。随着内陆湖泊生态环境问题的逐渐突出，海洋水色遥感的理论和技术被应用于内陆湖泊等Ⅱ类水体，利用各种星载传感器探测与反演内陆湖泊水体水色要素参数（主要是叶绿素、悬浮物、溶解有机物等），发展成为湖泊水色遥感或者湖泊水质遥感，其本质是通过遥感数据利用算法求解反演湖泊水体的水色参数含量，目前使用的反演算法主要由经验/半经验和半分析算法两类，半分析算法的核心是生物光学模型，其精度的提高需要大量高精度的固有光学量和表观光学量现场和实验室观测。　　 本文以吉林省查干湖为研究对象，在野外光谱测量和室内水质分析实验的基础上，对查干湖水体表观光学特性和固有光学特性进行了系统研究，建立水色参数叶绿素浓度和总悬浮物浓度的经验算法和半分析算法。同时基于现场同步实测与两期LANDSAT-5TM卫星影像数据反演叶绿素A与总悬浮物的空间分布，分析两种水色参数的时空变化规律。主要研究结论如下：　　 1．查干湖水体常年为悬浮物或底泥再悬浮所主导(本研究中最大值达到413.99gm-3)而且透明度低（塞克盘深度＜0.5m），并且悬浮物与叶绿素浓度的整体上相关性不明显，属于典型的二类水体。叶绿素浓度范围变动较大(1.24-84.48mgm-3)，综合各期数据分析显示变异系数超过1.0，表明浮游藻类种类组成具有明显的时相变化。以440nm处的吸收系数为含量表征的有色可溶性溶解有机物CDOM数值变动较大(0.33-45.89m-1)，春季相对低于夏季，而且CDOM与总悬浮物有较显著的正相关性，而与叶绿素浓度有略低但仍有一定的负相关性，表明在查干湖水体系统中CDOM的来源同时存在着自源与陆源。　　 2．受查干湖水体中溶解和颗粒物物质的吸收与散射的影响，可见光蓝绿波段对叶绿素a浓度的变化并不敏感，相关性较好的波长出现在叶绿素a的675nm吸收峰和700nm荧光峰两处，但总体上对于原始反射率各个波段的相关系数均偏低，基本落在0.2-0.6之间。经过一阶微分处理后，相关系数在绿波段、红波段、近红外波段较高，尤其是红和近红外波段更加明显；水体原始遥感反射率与总悬浮物浓度的相关性普遍较好。由于在近红外波段悬浮物的后向散射作用成为影响水体光谱信号的主要因素，因此相关系数较大值基本落在700-800nm之间的区域。经过一阶微分处理后，相关系数高值均出现在红波段和近红外波段。　　 3．总悬浮颗粒物光谱吸收曲线谱形与非色素颗粒物类似，在675nm处存在明显的叶绿素a吸收峰，并且由于水体中总悬浮物组成即色素与非色素颗粒所占比例的变化，该峰幅度从夏季、秋季到春季存在递减，通常情况下总颗粒物吸收为非色素颗粒物所主导，但非色素颗粒的贡献随色素浓度增加而有降低的趋势，当水体中色素浓度过高时总颗粒物光谱吸收便被色素颗粒物所主导；色素比吸收系数随叶绿素浓度增加而降低，两者之间所存在的非线性关系可用幂函数描述，但是这一非线性关系的稳定性在不同波段的光谱区间上受到色素包裹效应和辅助色素的相对贡献影响，并且幂函数方程参数也会因不同时期样本数据的参与分析而出现偏差；非色素颗粒物和有色可溶性溶解有机物的光谱吸收斜率SNAP与Sg具有明显的季节变化。非色素颗粒物光谱斜率SNAP降低是由水体中无机悬浮物在总悬浮物中所占比例上升引起，有色可溶性溶解有机物光谱斜率Sg降低是由于CDOM组成中高分子量的胡敏酸比重增加所致；有色可溶性溶解有机物CDOM与非色素或者色素吸收间存在一个周期性的共变关联。概括为CDOM与色素间的共变联系从7月份（夏季）到8月份（晚夏）逐渐增强并在9月份达到最大（秋季），然后从10月份（中秋）衰减至5月份（春季）最弱，与非色素间的共变性则呈相反规律。　　 4．以实测高光谱数据对基础，对水色参数叶绿素a浓度反演研究表明单波段原始反射率算法精度普遍低下，经过一阶微分处理后的单波段微分算法和红外与近红外波段比值的两波段算法反演效果明显增加，当采用基于生物光学模型的三波段和四波段半分析算法时，方程决定系数R2进一步增加；以实测高光谱数据对基础，对水色参数总悬浮物浓度的反演研究表明经验和本分析算法均能取得一定的效果，尤其是两波段算法的决定系数最高，反演效果最佳，对于五期数据和汇总数据效果均较理想。　　 5．水色参数叶绿素a浓度空间分布分析结果为：2010年5月份查干湖浮游藻类的水团空间分布规律总体上体现出沿岸带＞入口带＞敞心区（湖心区）的特点。与5月份相比，2010年9月份查干湖叶绿素a浓度水平总体上偏高，表现出明显的时相变化，而且在空间分布上叶绿素a含量向湖区中部即湖心水域集聚，呈现出敞心区（湖心区）＞入口带＞沿岸带的特点；水色参数总悬浮物浓度空间分布分析结果为：查干湖2010年5月份总悬浮物含量整体较高但数值变化较大，其空间分布呈现出相应的从东南向西北递增的特点，然而到了9月份，查干湖总悬浮物浓度与5月份相比明显降低，空间分布表现出四周高中间低的特点，即湖区边缘的总悬浮物浓度水平高于湖心敞口区。同时9月份湖心区悬浮物质沉积形成的底泥所释放的营养物质也正是促使该时期浮游藻类空间聚集分布的主要原因。