根据2019年地表水国控断面监测结果显示,黑龙江省部分森林覆盖区的河流水质常年超标,且主要超标指标为高锰酸盐指数(CODMn)。针对黑龙江省地表水CODMn超标问题,本研究以两条典型河流即汤旺河和松花江为研究区,分别于2020年和2021年在研究区设计并开展了两次野外试验,获取了38组实测高光谱数据和水质参数数据,同时下载并处理了105景覆盖汤旺河的Sentinel-2影像和58景覆盖松花江的Sentinel-2影像,通过分析水体光谱特征和研究水体光学特性确定了两类水体的主要组成成分。本研究采用两种方法建立研究区CODMn的反演模型,第一种是分析水体的主要组成成分与CODMn的相关性建立CODMn的间接反演模型,第二种是分析实测遥感反射率与CODMn的相关性建立CODMn的直接反演模型。最后,对比两种方法建立的CODMn反演模型精度,选择最优模型分别应用于2017-2021年汤旺河和松花江的Sentinel-2影像中,实现高频次、大范围和高精度的河流CODMn浓度监测。主要结论如下:1.根据实测水面光谱反射率在形状上的差异将水体分为两类,即汤旺河为第一类水体,松花江为第二类水体。从表征水体光学特性的三大成分（CDOM、Chl-a浓度、TSM浓度）对汤旺河和松花江水体吸收系数进行分析,确定了汤旺河水体是CDOM主导类型水体,松花江水体是TSM浓度主导类型水体。2.采用两种方法建立了汤旺河CODMn反演模型。首先,根据汤旺河由CDOM主导建立了CODMn的间接反演模型;其次,分析各波段遥感反射率与CODMn的相关性,建立了CODMn的直接反演模型;最后,对比了两种方法建立的反演模型精度,最终采用通过遥感反射率直接建立的半经验模型应用于2017-2021年汤旺河的Sentinel-2影像。3.采用两种方法建立了松花江CODMn反演模型。首先,根据松花江由TSM浓度主导建立了CODMn的间接反演模型;其次,分析各波段遥感反射率与CODMn的相关性,建立了CODMn的直接反演模型;最后,对比了两种方法建立的反演模型精度,最终采用遥感反射率直接建立的半经验模型应用于2017-2021年松花江的Sentinel-2影像。4.在空间分布上,汤旺河的CODMn浓度呈现从上游到下游逐渐递减的趋势。根据汤旺河各分段CODMn浓度平均值的统计结果,五段CODMn浓度平均值在3.78-37.28 mg/L,大多均超过地表水Ⅲ类水体限值（6 mg/L）,个别时期上下游CODMn浓度的平均值达到15-35mg/L,远超地表水Ⅴ类水体限值（15 mg/L）。年际尺度上,2017-2021年CODMn浓度的平均值统计结果表现为先降低-再升高-再降低-再升高的趋势。季节尺度上,CODMn浓度表现为各年之间不同时期变化差异较大,无明显变化规律。5.在空间分布上,松花江的CODMn浓度呈现下游段高于上游段的趋势。上游段CODMn浓度的平均值在2017-2021年稳定在5.27-6.89 mg/L,保持在III类和IV类水体限值内。下游段CODMn浓度的平均值在2017-2021年稳定在6.78-11.24 mg/L,超出国家III类水体限值。年际尺度上,CODMn浓度各年之间变化幅度较小,水质相对稳定。季节尺度上,CODMn浓度表现为各年之间不同期变化差异较大,无明显变化规律。该论文有图50幅,表4个,参考文献97篇。