由于经济发展、人口膨胀与不合理的开发利用，我国处于不同富营养状态的湖泊已达75％，湖泊富营养化监测已成为我国迫切需要解决的问题。在长期的研究和应用中，遥感技术被证明是进行大尺度监测的有效手段，其监测海洋水质具有很多优势。是否可以利用遥感技术对内陆湖泊水体的富营养化进行有效的监测和评价?本文从人工控制条件下的水箱光谱实验入手，分析不同浓度主要水质指标的光谱响应机理和光谱特征，分析遥感监测的可行性；基于水箱采集光谱和野外光谱，建立主要水质指标的高光谱反演模型和水体富营养化的遥感评价模型；并最终实现太湖研究示范区的遥感应用。本文的主要研究内容和研究成果包括： (1)根据湖泊富营养化高光谱遥感机理研究的需要，设计湖泊富营养化主要水质指标光谱分析实验，在人工控制测量条件下，从可见光至近红外范围内对影响湖泊富营养化的泥沙悬浮物、叶绿素a、总磷、总氮等水质指标的光谱进行采集，获取水质指标光谱基础科学数据。 (2)基于水质指标水箱和野外光谱，研究了各指标的光谱特征(峰值位置、峰值偏移、形成原理等)，研究不同角度测量和不同浓度变化等对水体光谱的影响。指出了氮磷不可直接遥感反演，利用叶绿素a和泥沙悬浮物浓度间接反演也缺乏依据；而叶绿素a和泥沙悬浮物的遥感反演切实可行；提出了基于叶绿素a和泥沙悬浮物浓度的湖泊富营养化遥感评价模型。 (3)基于太湖实测光谱和水样参数，分析了太湖水质主要指标和光谱特征的时空分布规律。 (4)基于水质指标水箱光谱，建立了动态峰位置模型和去除叶绿素a影响的泥沙反演模型，实现了泥沙和叶绿素a的高精度反演。基于太湖的野外光谱，引入Gitelson等的植被色素浓度概念模型和生物光学模型思路，完成了叶绿素a和泥沙悬浮物浓度的反演工作。 (5)利用建立起来的反演模型和富营养化的遥感评价思路，结合地面监测数据、高光谱遥感数据(WHI和CHRIS)和MODIS数据，对太湖水体富营养化状况以及对太湖周边环境的影响进行分析。 本文的这些研究成果为利用高光谱遥感数据监测湖泊富营养化提供了机理模型和方法上的支持。