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本论文主要着重于从作物(植被)水分遥感研究方面出发,主要目标是利用多种遥感数据有效提取华北地区冬小麦在低覆盖条件下(前生育期)的冠层叶片水分信息。主要进行了以下研究:测定了不同水分处理下、相应不同植被覆盖程度的冬小麦多角度观测冠层光谱曲线和相关农学参数;对PROSAIL模型选择合适的参数进行敏感性研究,并处理田间试验实测数据;最后将实测数据与模拟数据进行比较,分析二者拟合的程度;构建并计算一系列试图去除土壤背景影响的植被水分指数,并将指数分别与FMC、EWT做相关分析,然后对结果分别进行比较;利用观测数据通过PROSAIL模型模拟大量的MODIS、MISR光谱数据,生成各个水分指数,建立其与植被水分FMC的统计关系模型;最后根据2007年4月13日华北地区晴空条件下MODIS和MISR影像数据进行华北地区冬小麦冠层叶片含水量信息制图。本论文得到主要结论包括:(1)在各个生育期,水分条件对LAI、叶片相对含水量FMC、等价水厚度EWT等有着明显的影响,但是对叶绿素含量Cab影响不明显。且各参数受水分条件影响程度不同。(2)在主平面,后向反射率大于前向反射率。是因为不同的方向,探测器探测的视场中组分的百分比发生了较大的变化。所以冠层反射率随着观测天顶角的变化而变化。(3)冬小麦在返青期和拔节期间(主平面)实际观测所得的反射率光谱与利用PROSAIL模型输入实际相关参数模拟所得的反射率光谱之间有较强的一致性。PROSAIL模型在主平面前向散射方向的中等角度与后向散射方向的小角度可以很好的模拟低植被覆盖条件下的植被(农作物前生育期)的反射光谱。(4)在生成并计算去除土壤背景影响的植被水分指数后,进行比较的结果表明:60°和-30°观测角是较适合于应用的角度。60°观测角下,由760nm和2130nm组成的,以及由760nm和970nm组成的植被水分指数可以用于指示植被水分FMC;-30°观测角下,由760nm和1640nm组成的,以及760nm和855nm组成的植被水分指数可以用于指示植被水分FMC。