水表温度是水环境监测与评价的重要参数。不同污染状况的水域具有不同的热特征，表现为两方面：一是过量排放的温热水直接造成某些区域水温上升；二是水体污染物空间聚积程度不同间接造成水温空间分布不均匀。卫星遥感具有大范围、长时间序列对地观测的优势，利用热红外遥感图像能够反映水体表面温度时空分布特征，间接地了解和掌握水体污染源的位置和动态变化，为及时采取防护或疏导措施提供基础。本文针对我国的环境与灾害监测预报小卫星星座(简称：HJ-1)热红外遥感图像几何、辐射特性，深入研究了水表温度反演算法，并开展在太湖水华暴发预警和大亚湾水域热污染监测相关应用研究。主要研究工作和贡献包括以下三点：　　 (1)针对HJ-1卫星热红外通道的波段响应特性，重新建立大气透过率、大气平均作用温度的估算方程，改进Landsat TM第6(热红外)波段的水表温度反演的单窗算法，发展了针对HJ-1热红外数据的水表温度反演的单窗算法。太湖实验表明该算法反演水表温度的精度较改进前的单窗算法高。　　 (2)以2010年3-12月多时相的HJ-1卫星热红外和可见光图像为数据源，反演太湖水表温度、叶绿素a浓度和蓝藻水华分布，在此基础上，深入分析水表温度与太湖蓝藻水华分布时空变化的相关关系。结果表明：在太湖中，水温是水华暴发遥感预警的关键环境因子之一，20～30℃比其他水温更适宜于蓝藻暴发。因此，当水温达到这个温度区间时，需要提高水华暴发预警的警惕性。　　 (3)以2009年冬季两个时相的HJ-1卫星热红外图像为数据源，反演大亚湾海域水表温度，结果表明：在核电站热废水的排出口周围是高温热异常区域，呈现明显的点扩散状。和同步的MODIS水温图像相比，HJ-1卫星热红外数据具有更高的空间分辨率，能更加精确地描述不同区域的水温差异性，实现更为精细的核电站温排水的遥感监测，为我国近海海域水热污染的环境影响评价工作提供了更加实用的遥感数据源。