有色溶解有机物CDOM(colored dissolved organic matter)是水体中溶解有机物DOM(dissolved organic matter)对光照敏感的组成部分。CDOM对碳循环、气候变化过程有重要意义，对饮用水安全、水生生态系统发展和碳平衡等有重要影响，与之相关的研究日益受到的重视。遥感技术是监测CDOM的重要手段。传统的海洋水色卫星传感器，比如常见的CZCS(Coastal Zone Color Scanner)、SeaWiFS(Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor)、MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)、MERIS(Medium Resolution Imaging Spectrometer)、VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)等，空间分辨率较为粗糙，难以应用于河口和近岸水体小尺度范围的观测。为克服这一难点，本研究主要内容是利用30米空间分辨率的Landsat-8和10-60米空间分辨率的Sentinel-2两种遥感数据开发河口和近岸复杂二类水体的CDOM反演模型并且利用反演结果分析与CDOM相关的生态环境因素。　　本项目研究区是北美大湖区的Saginaw河及其流入休伦湖的河口羽化区，在2012年5月10日、2012年10月18日和2013年5月7日，课题组进行三次野外数据收集，分别获取了10、18和13个水样数据，即共有41个野外观测站点数据。用于模型适用性评估的研究区是北美墨西哥湾的河口海岸区域，其CDOM受密西西比河和阿查法拉亚河有机物输入的影响。　　现有的基于Landsat的复杂水体CDOM反演模型开发研究中存在三个方面的问题:(1)使用的波段比值设置不统一;(2)使用的经验函数形式不统一;(3)模型的输入数据级不统一，例如有Rt、RTOA和Rrs三种级别。本项研究针对这三个问题，使用创新性的模型排序法进行建模和验证，发现Landsat-8最优波段比是B3(绿光:525-600nm)比B4(红光:630-680nm)，模型输入数据级Rrs的表现优于Rt，相比于线性和对数函数，幂函数和指数模型精度更高、鲁棒性更好。B3/B4的幂函数(R2=0.819，RMSE=0.889m-1)和指数函数(R2=0.829，RMSE=0.863m-1)模型精度最高。进一步用另一个独立数据组验证，这两种函数的RMSE分别是0.642m-1和0.504m-1，从而得到最优的Landsat-8反演模型是aCDOM(440)=40.75e-2.463x，其中x=Rrs(B3)/Rrs(B4)。分析影像上估算的2013-2016年4-11月CDOM月平均数值发现，Saginaw河的CDOM动态变化受温度和流量的影响且变化规律呈现4-6月浓度高，7-9月低。此外，模拟Landsat-4、Landsat-5和Landsat-7的波段进行CDOM建模与验证，结果表明Landsat系列卫星在模拟光谱上的反演能力较为一致。　　Sentinel-2的不同波段与CDOM相关性差别较大，研究发现B3波段与aCDOM(440)相关性最高，其次是B1和B2。相比之下，波段B4、B5、B6和B7与aCDOM(440)相关性较弱。临近波段一般呈现较强关系，因此建模时可以通过波段替换来避免选择大气校正误差大的波段。利用留一法交叉验证LOOCV(leave one out cross validation)探索Sentinel-2的最优反演模型时，将B1、B2和B3这些波长短且与CDOM相关性强的波段作为波段比的分子，同时将B4、B5、B6和B7这些波长长且与CDOM相关性弱的波段作为波段比的分母。最后，得到的最优模型是aCDOM(440)=22.283e-1.724x，其中x=Rrs(B3)/Rrs(B5)。由于缺乏同步地面采样数据，利用MODIS产品和Sentinel-2的Rrs进行交叉对比。结果表明Rrs(560)一致性最好，Rrs(443)最差。Sentinel-2影像上CDOM估算结果与同月实测值范围一致。　　此外，以北美墨西哥湾为例来评估模型在近岸复杂水体的适用性。采用最新的Landsat-8大气校正算法ACOLITE（Atmospheric Correction for OLI‘lite’）同时对前四个波段的Rrs与同步的MODIS的Rrs产品交叉对比，一致性较好。根据已知的基于MODIS的墨西哥湾CDOM模型对比Landsat-8反演效果。结果显示，Landsat-8在墨西哥湾反演结果偏高。由于Sentinel-2卫星平台仍处于测试阶段，没有提供严格的5天重返周期的影像。今后，融合高时间分辨率MODIS和高空间分辨率的Landsat-8和Sentinel-2遥感数据来研究CDOM高时空分辨率变化规律，并识别小尺度环境因子，这些研究前景广阔且意义显著。