水深信息是进行珊瑚礁海域资源与环境调查的基础数据,是航运和通行、渔业、海洋科学研究、生态保护、工程建设等的重要保证。由于实地调查难度大,大部分远洋珊瑚礁海域测深数据非常有限。遥感测深具有快速、非接触、大范围、低成本等特点,作为对传统测深方法的补充,开展珊瑚礁周边浅海水深多光谱遥感反演研究,对我国经济、军事、生态监测和保护等具有重要意义。本研究针对南海岛礁周边浅海水域,以南沙群岛库归沙洲为研究区,使用Sentinel-2和Landsat 8两种多光谱卫星数据,开展珊瑚礁海域多光谱影像水深探测的研究。主要研究结果如下:（1）将半分析模型与半理论半经验模型相结合,进行水深反演模拟,评价单波段模型、波段比值模型和对数比值模型的有效性,和对底质和叶绿素浓度的适应能力。结果显示:单波段模型和波段比值模型在不同深度范围都适用,对数比值模型的有效深度受叶绿素浓度影响,随叶绿素浓度的增加而减小,叶绿素浓度为0时有效深度达35 m,叶绿素浓度为1 mg/m~3时有效深度不足15 m;对数比值模型对不同底质的适应能力最强,波段比值模型和绿光的单波段模型其次,蓝光的单波段模型最差;绿光的单波段模型受叶绿素浓度的影响最小,蓝光的单波段模型和对数比值模型其次,波段比值模型受叶绿素浓度变化的影响最大。（2）基于实测水深根据半理论半经验模型进行全局水深反演和基于底质分类的水深反演,结果表明:四种半理论半经验模型都能进行珊瑚礁海域多光谱遥感水深反演,水深反演精度从高到低分别为对数比值模型、双波段模型、波段比值模型和单波段模型;底质分类可以提升水深反演的精度,对单波段模型水深反演的精度提升显著,对双波段、波段比值和对数比值模型提升相对较小;最终区分底质类型的对数比值模型水深反演精度最高,使用Sentinel-2和Landsat 8影像,RMSE分别为2.36 m和2.13 m,对应的MRE分别为9.4%和8.2%。（3）使用MODIS反演的叶绿素浓度和底质光谱数据,结合半分析模型和半理论半经验模型进行无水深控制点的水深反演,结果对数比值模型表现最好,对Sentinel-2和Landsat 8数据,整体RMSE分别为3.25 m和3.04 m,对应的MRE分别为11.3%和15.7%。由于部分底质类型光谱不匹配,单波段模型和波段比值模型水深反演结果存在显著系统误差,说明在缺少底质分类数据和底质光谱的情况下,半分析模型结合对数比值模型更适合用于珊瑚礁海域水深反演。（4）提出了结合蓝光的单波段模型和对数比值模型,从多光谱遥感影像上提取珊瑚礁海域叶绿素浓度的方法。将该叶绿素浓度参与半分析模型理论计算,实现使用多光谱数据进行无水深控制点的水深反演。3期影像融合后,各深度范围精度都有提高,最终综合RMSE为2.87 m,MRE为10.4%。综上所述,本研究针对南海珊瑚礁浅海海域,使用卫星多光谱数据,从模拟水深反演、有水深控制点的水深反演和无水深控制点的水深反演3个角度系统评价了各个半理论半经验模型的水深探测能力,为他人水深反演时的模型选择提供依据;本研究还将半分析模型与对数比值模型相结合,并提出一种从多光谱影像上提取研究区背景叶绿素浓度的方法,实现不借助实测水深数据进行珊瑚礁海域水深反演。本研究基于多光谱影像进行珊瑚礁海域水深反演,对南海岛礁周边浅海水域水深测绘具有重要意义。