在陆地生态系统中，水文过程制约着植被的生态过程，而植被生态过程对水文过程起反馈作用，形成植被-陆地生态系统与水文循环系统相互制约、相互协调、相互补充的功能机制。生态水层指与地表植被（包括植被叶面杆茎层，根系土壤层和腐殖层等）紧密相关的储水体，对降水具有缓存、分配与调节作用，是生态环境中重要的储水体，对生态环境的改善以及水文循环具有重要的调节循环作用。摸清查明生态水性状特点及空间分布，实现生态水资源量的估算，可为环境保护、生态重建、水资源量计算和“生态水资源库”建设等提供理论与技术支撑。　　生态水层的富水特征比较特殊，用常规方法难以提取和量化，需要引入新技术新方法。遥感技术具有宏观、实时的优点，对不同类型植被反射光谱具有敏感性，可为生态水的量化研究提供有效的数据，同时，遥感信息定量化理念和算法为生态水量化研究提供技术方法支撑。采用定量理念与算法处理遥感光谱数据、提取地表关键参数、反演地面生化参量模型，将该技术应用于以植被为核心的生态水信息指标参数量化研究中，为生态水量化探索研究提供了新思路。目前国内外定量遥感研究多集中在生态水文模型、精准农业、森林水循环等领域，其中包括地表辐射收支参量估算、植被各种生化参数反演、水循环参量估算等具体技术方法的研究。然而，国内外生态水（层）的研究仅限于本项目组，项目组成员多年来不断探索了生态水量化研究的新思路新方法。生态水是以植被为中心的储水层，前期的研究成果很少从地面植被覆盖的角度进行生态水信息指标参数研究分析，所以将植被作为研究对象反演生态水涵养模数具有重要的实用价值。　　为了实现生态水资源量的估算，本文基于前期研究成果，进一步完善生态水信息指标参数体系。以地面植被覆盖为切入点，深入探索生态水涵养模数模型的建立和遥感反演。同时，在生态水涵养模数反演基础上计算试验区生态水储水量并建立以植被地类图斑为对象的生态水储水量数据库。　　论文的主要研究内容和创新成果有以下几个方面:　　(1)进一步完善了试验区生态水（层）信息指标参数体系。本文结合前期研究成果，进一步完善生态水信息指标参数体系。展开对植被生化参数、地表温度、植被覆盖度、叶面积指数等生态水（层）信息指标参数量化研究的关键地表参量遥感反演。进一步明确生态水各信息指标参数意义。　　(2)基于高光谱遥感和定量遥感原理，探索建立了以植被含水量和土壤含水量为主要参数的生态水涵养模数模型。生态水涵养模数表征单位面积生态水层所涵养的总生态水量，与植被含水量、土壤含水量等因素有关。通过对遥感数据进行定量遥感算法研究，建立植被含水量遥感反演模型和土壤含水量遥感反演模型，进而推导出生态水涵养模数模型。实现了以遥感图像像素为单元的生态水涵养模数量化，便可实现生态水资源量的计算。　　(3)以地面植被覆盖为基础，对生态水涵养模数遥感反演进行资源量统计，建立基于植被地类图斑的数据库。通过分析试验区主要植被类型在遥感图像中的特征，结合实地调查与验证结果建立植被类型的遥感解译标志，提取试验区地面植被覆盖信息。由生态水涵养模数遥感反演结果以及植被覆盖信息，统计试验区地面主要植被覆盖类型生态水总储水量。统计每个地面植被覆盖图斑生态水涵养模数，建立基于地面植被覆盖图斑的生态水储水量数据库。　　(4)基于定量遥感理念和算法，遥感反演试验区植被含水量和土壤含水量。查阅大量国内外文献并考虑数据的可获取性，采用有量纲的等效水层厚度表述植被含水量，采用植被指数法建立植被含水量反演模型。采用土壤水厚度表述土壤含水量，引入土壤水分监测模型指数建立土壤含水量反演模型。　　(5)生态水信息指标参数的量化研究过程中，对高光谱遥感数据进行光谱特征分析与特征提取。对实测光谱数据进行光谱变换分析，提取植被含水量光谱特征和土壤含水量光谱特征。植被光谱在中红外波段对水分的吸收具有较有效的可识别性;不同含水量土壤光谱在红光波段与近红外波段具有较明显的差异。光谱特征提取为植被含水量反演和土壤含水量反演提供有效的量化数据。