在湖泊水质监测的众多方法中，遥感监测方法因具有监测空间范围大、时间周期短、成本低廉和便于长期动态监测的优点，而成为一项具有重要发展前途的技术。当前水质遥感监测的一般做法是通过分析水体离水辐射的反射率光谱特性，最终建立特征波段处光谱反射率与水体水质参数浓度的关系。然而对于内陆湖泊等二类水体，由于水体组成成分复杂，不同成分之间的光谱特性相互影响，使得单纯地依赖反射率光谱所建立的水质反演模型存在着反演结果精度难以保证，反演模型难以在不同水体中进行移植等问题。　　 在复杂水体条件下，传统的基于反射率光谱的遥感方法难以准确的对水体组分进行反演，究其根本原因在于光谱所含信息量的不足。利用水体的反射率光谱进行遥感监测，本质上使用的是离水辐射的强度信息，然而光的电磁理论说明了光的矢量性特征，偏振描述了光矢量在辐射传输过程中的振动方向这一独立属性，光在水体中传播时由于与介质的相互作用将导致这一属性的状态发生改变。如何提取出含有水体水质状况浓度信息的偏振光谱特性、建立水体水质参数浓度与偏振度之间的关系，从而扩大遥感反演所能使用的信息的维度进而提高水体水质参数反演精度，是需要深入探讨的问题。为此本文主要进行了以下方面的研究:　　 (1)水体离水辐射的反射率偏振度光谱在2π观测空间的分布特性研究’　　 最佳观测几何条件的确定是实验过程中提高测量效率以及获取高质量光谱数据的基础。论文通过测量水体反射率光谱与偏振度光谱在2π空间的分布特性，从而在全局上获得太阳耀光对光谱数据的影响，结合前人光谱测量的实验与理论分析成果，最终挑选出了合适的反射率、偏振度光谱观测几何。　　 (2)光谱预处理方法比较　　 光谱数据预处理是克服实验过程中外在环境因素影响的重要手段，是进行光谱分析的关键环节。本文通过对归一化、去包络线、一阶微分等光谱预处理方法的讨论，比较了以上方法处理后的光谱数据相对于原始光谱数据的特点，利用处理后的光谱数据对水体各组成成分的光谱特征进行分析。通过对上述三种方法处理后光谱进行相关性分析，结合模型建立所使用的波段比值方法，最终确立了本文建模时所使用的水体成分特征波段及光谱数据。　　 (3)基于离水辐射的反射率、偏振度光谱信息的建模分析　　 对于特定的水体组成成分，在其特征波段处，对单一成分实验水体和复杂巢湖水体分别建立反射率、偏振度特性与对应成分浓度之间的模型。论证了利用离水辐射偏振光谱信息进行水体水质遥感的可行性。　　 (4)离水辐射的偏振信息、强度信息与水体成分浓度关系的差异性分析在单一成分实验水体与复杂巢湖水体条件下，通过比较利用反射率、偏振度光谱特性所建立的水体水质参数反演模型的结果，分析了在不同的特征波段处，二者携带水体水质浓度信息的光谱特性在抵制其它成分干扰的能力上的差异。通过对复杂水体环境下反射率光谱与偏振度光谱可适用性不同的分析，探索了偏振度光谱信息在提高水质遥感反演精度上的潜力。