水是典型的非朗伯体，其表面的热辐射不仅具有多角度、多波段的空间分布特征，而且具有偏振性。作为全球覆盖面积最广的地物类型，水的热辐射偏振特性研究是热辐射偏振遥感探测的前沿和热点问题，也是遥感解译的重要理论基础。以往国内外对地物热辐射偏振测量开展了很多工作，充分说明了热辐射偏振遥感在对地观测研究中的重要理论意义和应用前景。对于典型地物热辐射偏振特性影响因素的分析，热辐射偏振波谱建模的研究以及高效可靠的偏振波谱探测系统的搭建仍是该领域研究的重点。在水的热辐射偏振探测方面，国外学者开展了多年的探索性研究，在本领域取得了一些成绩，但仍需开展更为细致的定量研究工作；而国内在此领域的相关研究工作较少，尚处于初级阶段。在水的热辐射偏振特性的影响因素以及因素之间的交互作用定量研究方面，国内外尚无公开发表的文献报道。因此有必要开展对水的热辐射偏振信息的探索和研究，为热红外遥感技术的发展提供更多的理论与技术上的支持。本文从偏振光的产生、菲涅尔公式和基尔霍夫定律等方面研究了热辐射偏振现象产生的机理，应用BPDF测量平台（NENULGS）、热红外辐射计、热红外偏振片、标准水银温度计等仪器，分别测量了纯净水、盐水和碱水在不同探测角、方位角、波段、温度以及不同理化条件的热辐射偏振特性，对比分析了三种水在相同测量条件下的热辐射偏振特性的共性和差异性。共性表现在：偏振亮度温度随探测角的增大而降低；偏振亮度温度随方位角的变化呈抛物线分布，抛物线的峰值位于方位角180°附近；偏振亮度温度随温度的升高而升高；偏振亮度温度随浓度的升高而降低；组合波段数据能较单一波段获得更多的反映角度变化对其偏振亮度温度影响的规律。差异性表现在：偏振亮度温度不同；对探测角和方位角变化的敏感程度不同：不同物理形态纯净水的偏振波谱曲线形态不同；盐水和碱水的偏振波谱随浓度的变化曲线形态不同。在对波谱分析的基础上，分别运用相关分析法和回归分析法分析了三种水的热辐射偏振信息与各探测条件之间的定性和定量关系以及各探测条件下波段间数据的相关性，并运用最小二乘法和逐步回归分析法建立了定量反演水的温度、盐水和碱水浓度的一元、二元以及多元统计回归模型。此外，针对不同的水设计了正交试验，定性分析了这些因素及其交互作用对水的热辐射偏振特性影响的主次关系，定量研究了这些因素及其交互作用对水的热辐射偏振特性影响的显著性。通过比较发现，在相同测量条件下，三种水的热辐射偏振特性的影响因素及其交互作用也存在共性和差异性。共性表现在：同一种水，不同偏振条件下的热辐射偏振特性的主要影响因素或交互作用基本相同，定量分析结果基本一致；水的偏振辐射亮度对波段非常敏感，偏振亮度温度对温度非常敏感；盐水和碱水的热辐射偏振影响因素及其交互作用的定量分析结果相同；方位角对水的热辐射偏振特性的影响程度较低，并未产生显著影响。差异性表现在：不同因素及其交互作用对三种水的热辐射偏振特性的影响程度不同；因素间的交互作用对纯净水的热辐射偏振特性的影响极其显著，而对盐水和碱水的影响均不显著；对纯净水热辐射偏振特性影响显著的因素较多，而对盐水和碱水影响显著的因素较少；在纯净水研究中，选取不同评价指标，其定量分析结果存在共性，而在盐水和碱水研究中，不同指标所得结果不同；浓度对盐水和碱水的热辐射偏振特性所起的作用有所不同。总之，盐水和碱水的热辐射偏振影响因素及其交互作用定量分析结果相同，与纯净水的研究结果差异性明显。在遥感应用时，可利用不同因素间的水平组合将纯净水与盐水、碱水区分开来。既然三种水的热辐射偏振特性以及影响其热辐射偏振特性的因素及其交互作用存在共性和差异性。在实际遥感应用中，应充分利用这些共性特征和差异性规律，为热辐射偏振遥感的水体识别和分类提供依据。将热红外波段的多角度信息、多波段信息和偏振信息结合起来，探索更多的有利于水体遥感识别分类以及水质参数反演的方法，能为水体遥感探测提供新的技术手段。基于本文获取的数据资料，能为水体热辐射偏振波谱特性的模型研究以及热辐射偏振遥感应用提供参考，具有重要的理论意义和实用价值。