随着经济社会的发展,水体面临的污染风险越来越大,水质监测和保护治理变得尤为重要。传统的地面人工监测和在线监测不能满足对水环境保护与治理长时间、大面积的信息需求,遥感技术可以克服传统监测方法的不足,实现对水环境的大范围动态监测。但是目前的水质定量遥感建模方法大都是和地面水质监测数据相结合,几乎需要对每个水体进行单独建模,模型可移植性差。遥感水色指数是一种描述水体颜色的指数,可以反映水体污染和富营养化情况,虽不能定量对应水质参数值,但可以不依赖地面监测数据进行计算,在大范围水质监测与预警应用上具有一定的优势。本文基于水质遥感监测原理和水体光谱特征,利用多时相GF-1 WFV数据计算了水体FUI指数,利用参照物CI指数对不同时相的FUI进行一致性修正,构建FUI时间序列;基于FUI时间序列和同步的地面水质在线监测数据,构建了水质遥感监测的有效性评价指标,从水体FUI变化的显著性,以及FUI变化与地面水质在线监测数据变化的同步性两方面评价水质遥感监测的有效性。以山东省17个湖库型水源地作为研究对象,收集了2018年3月-10月的遥感影像和地面水质在线监测数据,进行了方法的应用,判别了17个湖库型水源地水质遥感监测的有效性,并对2018年的水质变化情况进行了分析。主要得到以下结论:(1)遥感在水质监测中是可用的,但并非对所有水体都有效,其有效性取决于水体水质成分的变化是否能引起水体颜色的变化,传统的遥感水质建模方法可推广性差,难以满足大范围快速判断的需求。而遥感水色指数不依赖地面水质监测数据,基于遥感数据独立计算获得,具有大范围快速计算的便利,可作为遥感水质监测有效性判别的参考指标。(2)太阳光的强弱影响水体的遥感反射率,导致水体FUI指数的计算存在系统误差,不同时相的水色指数在进行时间序列的变化分析时,需要进行一致性修正。本文通过构建基于颜色不变建筑物CI颜色指数修正方法,利用水体周边相对不变的建筑物,对不同时相水体FUI进行修正,形成遥感水色时间序列,进行不同时间水色变化的比对分析。(3)基于水体颜色变化由水中物质组分浓度变化决定的原理,本文利用水色指数与水质在线监测数据的同步性,构建了遥感水质监测有效性的评价指标和计算方法。利用该方法,对山东省境内的17个水源水库进行了判别,发现岸堤水库、高崖水库和金斗水库遥感不能对其进行水质监测;产芝水库、棘洪滩水库、门楼水库、牟山水库、沐浴水库、鹊山水库、日照水库、铁山水库、王屋水库、卧虎山水库、峡山水库、冶源水库等12个水库遥感可以有效对其进行监测;锦绣川水库和尹府水库遥感对其监测存在着不确定性。因此,在遥感可用的区域,立体监测组网和布局上,可以减少地面站网的布设,降低地面站点布设的密度,对于遥感不可用的区域,要加强地面监测的布设。(4)利用影像差异法和一元线性回归法对遥感可监测水库的水质时空变化进行分析,牟山水库6月、7月、10月水质较好,5月、8月水质较差;鹊山水库7月水质较好,6月水质较稳定,4月、5月和10月水质较差;日照水库4月和9月水质较好,6月、10月水质较差;卧虎山水库4月和5月水质较差,10月水质较好,6月水质较稳定;沐浴水库6月和10月水质较好,8月水质较差,9月水质较稳定;峡山水库9月水质较好,6月、8月和10月水质较差,3月和4月水质较稳定。在整体空间分布上,牟山水库、鹊山水库、日照水库和沐浴水库的水质明显变好,卧虎山水库和峡山水库水质明显变差。