在半干旱区,干旱是引起作物减产的主要原因,因此,在该区域进行旱情监测是必要的,它可以为合理灌溉提供支持。另一方面,春小麦是半干旱区的主要粮食作物,运用遥感技术对其进行旱情监测,既不会对作物产生破坏,也能够快速实现大面积的监测,符合现代农业高效的特点。本研究以黄土高原半干旱雨养农业区春小麦为研究对像,利用便携式光谱仪测量春小麦的冠层光谱反射,同时同步观测春小麦的生理生态参数。以模型模拟光谱对输入参数的响应、模型输入参数与干旱程度的关系以及不同旱情下光谱模拟精度为切入点,探讨基于PROSAIL模型反演参数指征春小麦旱情的可行性,并对模型进行修正,在修正模型的基础上建立生理生态参数与冠层光谱的查找表,并在春小麦种植区基于LANDSAT8影像利用参数与光谱的查找表反演春小麦的生理生态参数。主要研究结果如下:(1)春小麦的叶绿素含量Cab,等效水厚度EWT,叶面积指数LAI与作物旱情具有显著相关性,干物质含量LMA与作物的旱情不具有相关性;春小麦冠层光谱对于PROSAIL模型主要输入参数具有不同的光谱响应区间,模型对于Cab,EWT及LAI的反演具有一定的适用性。(2)运用经验模型对PROSAIL模型的输出冠层光谱进行修正,修正后模型模拟冠层光谱误差约为15%。(3)LANDSAT8影像的反演结果具有一定的可靠性,能够反映作物的旱情,为合理灌溉提供指导。基于实测光谱运用查找表进行生理生态参数反演的结果显示:实测生理生态参数与模拟生理生态参数具有相关性,Cab的R2为0.75,EWT的R2为0.70,LAI的R2为0.73。