微囊藻毒素是一种在蓝藻水华中出现频率最高、产量最大、危害最严重的藻毒素,是一种强烈的肝脏肿瘤促进剂,并对心、肾及胃肠具有一定的毒性,能引起家畜、家禽中毒死亡,并严重危及人类的健康。因此,对微囊藻毒素的监测显得至关重要。本研究首先对室内培养的铜绿微囊藻所产生的藻毒素与其他生物光学因子进行分析,并以此为基础对太湖野外采样点微囊藻毒素浓度与对应生物光学指标进行分析,然后遴选相关的光学指标对微囊藻毒素浓度进行建模,进而将模型应用于哨兵-2(Sentinel-2)影像上,实现基于哨兵-2影像的藻毒素浓度遥感估算,并分析了太湖北部微囊藻毒素浓度空间分布特征,主要得到以下结论:(1)实验室培养条件下微囊藻毒素浓度与生物光学特征的关系通过对实验室培养铜绿微囊藻在不同生长阶段所产生的微囊藻毒素浓度与叶绿素a浓度、藻蓝蛋白浓度、藻密度、Chla:PC进行相关性分析可以得知微囊藻毒素浓度与叶绿素a浓度的相关性最高。将微囊藻毒素浓度与遥感反射率、吸收系数、比吸收系数进行相关性分析可以得到微囊藻毒素浓度与540nm左右、628nm左右及710nm之后及遥感反射率呈现较强的相关性,这些波段可以为太湖微囊藻毒素浓度的研究提供一定的依据。由微囊藻毒素浓度与总悬浮物吸收、色素颗粒物吸收相关性分析可知,在710nm以前,微囊藻毒素与总吸收、颗粒物吸收相关性均较高,在710nm处达到最大,而比吸收系数与微囊藻毒素浓度的相关性不高。(2)微囊藻毒素估算模型间接估算模型的研究中,微囊藻毒素浓度与叶绿素a浓度、藻蓝蛋白浓度、蓝藻生物量均成负相关,主要是因为本研究所测的叶绿素a浓度、藻蓝蛋白浓度、蓝藻生物量等都与藻类颗粒物有关,叶绿素a和藻蓝蛋白浓度存在于细胞内,蓝藻生物量与藻类数量有关,而测量的微囊藻毒素浓度为胞外藻毒素,只有在细胞破碎后微囊藻毒素才会释放到水体中,这使得微囊藻毒素浓度与叶绿素a浓度、藻蓝蛋白浓度、蓝藻生物量等成负相关。叶绿素a浓度和藻蓝蛋白浓度与微囊藻毒素浓度均成幂指数形式,叶绿素a和藻蓝蛋白联合估算微囊藻毒素浓度时,对其浓度取对数并用多元线性回归方程进行拟合,这三种估算藻毒素的间接模型中,利用叶绿素a浓度作为估算因子精度最高。光学模型的研究中,微囊藻毒素浓度与光学指标(遥感反射率、吸收系数、后向散射系数等)相关性研究发现,微囊藻毒素浓度与遥感反射率在450-500nm和678nm左右相关性最大,其次为628nm左右;在706nm左右,微囊藻毒素浓度与遥感反射率相关性最小,其次为550nm左右。总吸收系数在350-370nm、550nm及710nm之后与微囊藻毒素浓度相关性较好,在680nm达到最小,色素颗粒物吸收系数与微囊藻毒素浓度相关性在350-400nm之间呈现快速下降的趋势,在400-800nm略有升高但基本保持在-0.4左右。微囊藻毒素浓度与后向散射系数在各个波段均呈正相关,从400-680nm,微囊藻毒素与后向散射系数相关性逐渐减小,从680-800nm,藻毒素与后向散射系数相关性逐渐增大,680-750nm出现陡坡,相关系数从0.18快速增加到0.60以上,此后基本保持稳定,在780nm左右出现最大值。在这三个光学指标中,将遥感反射率波段比值Rrs(707)/Rrs(490)作为估算因子精度最高,误差最小。(3)基于哨兵-2影像对太湖微囊藻毒素浓度遥感估算本研究使用前人研究较为成熟的6S大气校正方法对哨兵-2影像进行校正。利用哨兵-2的波谱响应函数对实测遥感反射率进行模拟,通过多个波段组合的研究,最终确定哨兵-2的B5/B2为估算因子,将此估算因子应用于2016年5月4日哨兵-2的影像得到太湖北部梅梁湾和竺山湖微囊藻毒素浓度的分布图。从空间分布上来说,太湖梅梁湾北部和湾口藻毒素浓度高,竺山湖西部藻毒素浓度较高。