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遥感监测内陆水质具有监测范围广、速度快、成本低、便于长期动态监测等优势。但是由于内陆水体光学特性复杂，且不同内陆水体的光学特性往往不同，建立适用性强、精度高的内陆水体水质参数反演模型一直是个难点。而且，很多水质参数反演模型中忽略了水体光场二向性的影响，也降低了水质参数反演的精度。因此，研究不同类型的内陆水体的光学特性时空分布规律和水体光场二向性分布规律，建立基于水体光学特性分布规律和二向性分布规律的水质参数反演模型，能够提高水质参数反演的精度，具有十分重要的科学和现实意义。
本文选择具有代表性的两个典型内陆水体作为研究区，分别是能够代表富营养化类型水体的太湖和能够代表中贫营养化类型的三峡库区。在太湖开展了6次综合实验，获取了多时相的太湖水体固有光学量和表观光学量数据，还有航空高光谱WHI图像和航天高光谱CHRIS图像。在三峡库区开展了1次综合实验，获取了三峡库区水体固有光学量和表观光学量数据，还有航天高光谱CHRIS图像。基于这些数据，本文对比分析了太湖和三峡库区水体的光学特性时空分布规律差异及其原因，建立了太湖和三峡库区水体的固有光学量数据库和表观光学量数据库。利用水体辐射传输软件Hydrolight模拟水体光场二向性数据，分析并利用实测数据验证了二向性分布规律，进而建立了水体光场二向性因子查找表。面向叶绿素浓度、悬浮物浓度和黄色物质吸收系数三种典型水质参数，发展了基于固有光学量数据库和二向性因子查找表的水质参数反演分析模型。最后利用航空高光谱WHI图像和航天高光谱CHRIS图像对反演模型进行了检验，获得了较好的水质参数反演结果。
本文的研究成果可以应用于其他相似类型的内陆水体，这将促进遥感在不同区域的湖泊、河流水质监测中的广泛应用。