经济的快速发展使得油气能源需求量不断增加，为缓解石油和天然气等常规油气资源供应紧缺的状况，加强重要的过渡性替代能源——非常规油气的勘探和开采利用十分重要。油砂作为分布集中且储量巨大的非常规油气能源，开采技术最具成熟性，其开发利用将成为大势所趋。我国油砂资源丰富，有效明确油砂分布，加快调查及开发利用，不仅可改善我国油气资源紧张的局面，同时对于增加能源有效供给以及保障能源安全具有重大的经济及政治意义。遥感依据反射和发射不同强度的电磁辐射信息区分地物。因此，根据油气藏所具有的烃类微渗漏现象，利用遥感影像的可见光-近红外反射波段提取植被和矿物异常信息以及热红外发射波段提取温度异常信息，进行常规油气藏有利区分布的调查研究。油砂作为非常规油气资源，根据其成藏环境及组分结构特点可知，露头处油砂不仅具有油气藏共有的烃类微渗漏特征而且因其组分结构组成使其具有独特的专属特征。因此，可利用遥感技术研究烃类积聚导致的上覆土壤、岩石及地表植物的理化性质和生态特征的变化产生的各种波谱异常以及温度异常特征进行油砂分布有利区的圈定；同时通过高光谱精细的光谱特征分析野外油砂样品组分的诊断性光谱吸收特征，判断油砂赋存地区上覆地表的背景环境特征，并对油砂光谱与含油性及物性关系进行初探研究。本文在充分研究油砂组分光谱响应机理和油砂所致地表异常信息多光谱影像提取方法的基础上，进行油砂遥感找矿模式和油砂光谱与含油性及储层物性的应用研究，主要取得以下研究成果：（1）提出了无先验知识油砂多光谱提取模式。在油砂资源可能赋存的地区，直接利用多光谱影像数据，根据植被盖度等级标准划分，以归一化植被指数计算得到的植被覆盖度表征地表植被盖度，当植被覆盖度小于0.3时，采用可见光-近红外地表异常信息提取方法，指示油砂藏区的分布；当地表植被覆盖度高于0.3时，采用大气辐射传输方程方法，以时相为7～9月份的遥感影像提取温度异常信息，进行油砂矿藏有利区的圈定。应用该模式，以新疆若羌县玉苏普阿勒克和四川广元地区碾子坝-松包石为研究区进行油砂分布信息提取。结果显示，该提取模式能够较有效的指示油砂分布区域。（2）提出利用吸收深度表征油砂光谱组分响应强度，判断研究区主要蚀变异常类型的遥感提取模式。以鄂尔多斯盆地庙湾-崔家沟为研究区，分析该地区油砂组分光谱响应特征，推测高岭石等粘土矿物以及黄铁矿和菱铁矿等二价铁矿物为该地区主要蚀变类型，通过提取相应的异常信息，圈定油砂分布的有利区。利用扫描电镜和野外调查结果验证该模式的科学性。应用此模式，对四川盆地碾子坝-松包石地区，进行油砂分布研究。结果表明，提取的信息滤除了大量非油砂分布信息，能够更有效的指示油砂分布的有利区。（3）油砂组分光谱特征与含油性和物性关联关系的初探研究。针对非常规油气研究的核心，根据油砂光谱反映其内部组成特征，建立其与含油性及储层物性的关联关系。根据含油率与油砂光谱中1740～1780nm、2300～2340nm和2340～2360nm等烃类特征谱带吸收深度的Pearson相关和偏相关关系，确立含油率光谱响应强度的关联关系，应用一元线性回归和偏最小二乘回归方法进行油砂含油率光谱估算研究，结果表明，利用2350nm附近吸收深度作为变量的含油率一元线性回归估算模型和1760nm、2310nm和2350nm附近吸收深度作为变量的偏最小二乘估算模型精度均较高，可为含油率的快速估算提供科学的参考依据；通过油砂组分基团光谱平均吸收深度与孔隙度和渗透率的相关分析研究油砂光谱与所处地质背景环境中储层物性之间的关联关系，分析显示，表征粘土矿物含量的粘土基团吸收深度与孔渗值呈负相关关系，指示含油性的烃类基团吸收深度与孔渗值呈显著正相关关系。文章在以下两方面具有创新性的研究：（1）遥感影像油砂找矿研究方面，提出了无先验知识油砂多光谱提取模式，根据地表植被覆盖情况，判断采用多光谱可见光-近红外波段提取地表矿物异常信息或是热红外波段提取温度异常信息进行油砂分布的预测研究。（2）油砂光谱分析参数方面，提出通过对比油砂组分光谱响应强度判别主要蚀变类型的方法。