日光诱导叶绿素荧光是叶绿素分子吸收光能之后由激发态回到基态的能量释放形式之一，作为植被光合作用的一种“副产品”，可以准确及时地反映植被光合生产力、生理状况、受胁迫状况等信息，具有重要的科学意义和应用价值，已成为植被遥感领域的热点问题之一。但是，与植被反射辐亮度信号相比，叶绿素荧光信号很弱，通常不足吸收能量的1％，叶绿素荧光反演对传感器的光谱分辨率和信噪比要求很高，而且受到大气辐射传输的强烈干扰。因此，叶绿素荧光的高精度遥感反演，特别是卫星平台的遥感反演存在诸多困难和挑战。本文针对叶绿素荧光高精度反演面临的系列问题，开展了单波段和全波段叶绿素荧光反演算法的改进与发展、大气辐射传输过程对叶绿素荧光遥感反演的影响分析、卫星平台的叶绿素荧光遥感反演方法等三个方面的研究工作，主要研究结论如下:　　(1)针对目前常用叶绿素荧光反演算法在O2-B波段精度较低的问题，在iFLD算法的基础上，提出了一种改进的单波段叶绿素荧光反演算法pFLD。利用主成分分析原理，避免吸收波段反射率插值过程，从而实现了对O2-B波段反射率光谱形状的更精确还原。与目前常用的3FLD和iFLD方法相比，pFLD方法可以显著提高O2-B波段的荧光反演精度，而且在光谱分辨率和信噪比较低、常用荧光反演算法失效的情况下，pFLD方法依然可以给出较为可靠的反演结果(RRMSE＜20％)。　　(2)针对全波段叶绿素荧光光谱反演算法不成熟的问题，参照pFLD算法的思路，基于主成分分析和光谱拟合法，提出了一种新的全波段叶绿素荧光光谱遥感反演算法F-SFM，并通过引入迭代算法提高了反射率光谱的估算精度。F-SFM算法可以精确重建全波段荧光光谱，提供比单波段荧光强度更为丰富的信息。而且，与3FLD和iFLD算法相比，F-SFM算法对数据的光谱分辨率和信噪比要求较低，也可用于提高单波段叶绿素荧光反演精度。　　(3)利用模拟数据，采用局部敏感性分析的方法量化了五个常用波段(Hα，KI，Fe，O2-A，O2-B)的叶绿素荧光反演对大气辐射传输影响的敏感性，结果表明，在目前可以获取的大气参数精度条件下，如果光谱分辨率足够高，KI和Fe太阳夫琅和费暗线更适用于荧光反演，而当光谱分辨率较低时，O2-A波段更具潜力。　　(4)研究了“直射光填充效应”的物理机制，定量分析了其对氧气吸收波段叶绿素荧光反演带来的影响，发现吸收线处直射光填充效应导致的反射率偏差与直射光反射率和散射光反射率的差值成正比，在冠层结构和数据的光谱分辨率固定的条件下，比例系数与漫总比之间存在良好的二次函数关系，决定系数(R2)大于0.97，并据此建立了直射光填充效应校正模型，在理论上可以用于提高氧气吸收波段的叶绿素荧光反演精度。　　(5)研究了卫星平台的叶绿素荧光反演算法。针对太阳夫琅和费暗线，提出了加权最小二乘拟合的叶绿素荧光反演算法，通过改变吸收线内采样点的权重提高了光谱拟合精度，并利用GOSAT超光谱卫星数据生产了中国区域2。格网的时序叶绿素荧光产品;针对O2-A吸收波段，探索了基于神经网络的“一体化”大气校正方案，用于避免传统大气校正过程中的误差传递与积累，并利用Hyperion高光谱卫星数据生产了小区域30m分辨率的叶绿素荧光产品。结果表现出合理的时空分布规律。　　论文主要的创新性贡献包括:　　(1)针对高精度、全波段叶绿素荧光反演的难题，基于主成分分析原理，提出了改进的单波段和全波段叶绿素荧光反演新算法，显著提高了O2-B波段和全波段叶绿素荧光光谱的反演精度。　　(2)面向叶绿素荧光卫星遥感反演的需求，定量评价了不同波段荧光反演对大气辐射传输影响的敏感性，为叶绿素荧光卫星遥感的波段选择和大气校正方案提供了有效的参考依据。　　(3)分析阐明了直射光和散射光不同BRDF特性对荧光反演影响的机理和程度，并首次建立了直射光虚假填充效应校正模型，可用于改进氧气吸收波段的叶绿素荧光反演精度。