水是生命之源,水质状况直接关系到人类与社会的生存和发展。无论是发达国家还是发展中国家都非常重视水资源和水质状况的研究和监测。这对于水资源贫乏,又亟待发展经济的人口大国中国来说,更具有紧迫的现实意义。随着遥感技术的产生和发展,水质遥感研究已越来越引起大家的重视。水质遥感是通过实验研究水体反射光谱特征与各水质参数之间的关系而建立算法,它具有范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的优势,这些优势都是传统的现场取样实验室化学分析法所无法比拟的。因此,我们应基于遥感技术对湖泊进行深入研究和实时监测,以便相关部门对湖泊的富营养化以及其它污染状况进行及时的处理和预防。查干湖位于吉林省松原市前郭县的西北部,是吉林省最大的内陆湖泊。近几年来,由于对查干湖资源的超强度利用,已造成查干湖富营养化情况严重等一系列问题。这就需要治理富营养化的同时加强对查干湖的实时监测和富营养化评价工作。因此,本文基于水质遥感理论,借助GIS的二次开发组件ArcGIS Engine,利用可视化开发语言C#和IDL混编,设计并实现了查干湖水质遥感监测系统。1)介绍了研究背景,研究目的和研究意义,水质遥感的国内外研究状况和发展趋势,以及研究内容和技术路线。2)在系统核心功能设计上,利用高光谱遥感和卫星遥感两种方法,即基于地面实测高光谱数据和遥感影像,分别对查干湖主要水质参数进行估算,并对湖泊的富营养化状况进行评价。其中,遥感影像选择MODIS数据,这是因为MODIS数据免费,获取方便,更重要的是它具有很好的时间分辨率(一天两次),可以满足对湖泊实时监测的需要。3)在前人研究的基础上,选择并确定了适合查干湖的主要水质参数模型和富营养化评价模型以及富营养化评价标准。其中,主要水质参数模型包括叶绿素a高光谱模型,透明度高光谱模型,总磷高光谱模型,以及叶绿素a基于MODIS数据模型。4)利用组件式GIS二次开发技术,在VS2005, c#语言环境下,借助IDL语言混编技术,采用ArcGIS Engine组件设计了查干湖水质遥感监测系统。通过对监测系统的设计和开发,系统可以实现4个模块的功能:GIS基本功能,数据管理功能,水质参数监测功能以及富营养化评价功能。其中水质参数监测功能和富营养化评价功能是本系统的核心功能。这将为今后水质遥感监测系统的建立提供资料和参考。5)从系统的可行性和实用性角度,对所设计出的系统进行了实例应用测试。选取查干湖2004年9月的查干湖地面实测高光谱数据和MODIS数据,对叶绿素a浓度,透明度和总磷浓度进行了估算,并对查干湖的富营养化状况做出评价。系统监测结果如下:查干湖主湖区叶绿素a浓度的最大值出现在湖泊的西南部分区域,浓度为26.6677 ug/l,最小值出现在湖泊的西北区域,浓度为20.8556ug/l。透明度是在主湖区的东北部最高,为25.9424cm,其次是西北部,中部和西南部透明度最低,为24.2577cm。查干湖主湖区的中部和西南部总磷浓度最高,为0.127475mg/l,东北部最低,为0.107886mg/l。在富营养化状态上,两种遥感监测方法均显示查干湖已经处于富营养性状态。6)最后,对所取得的成果进行了总结,并指出了不足和展望。