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本文以湖北省武汉市黄陂区受马尾松毛虫灾害的马尾松林为研究对象，根据松毛虫虫口密度可将马尾松林分受危害程度划为无危害、轻度、中度、严重和极严重5个虫害等级。在虫口密度不同的林分中设置标准地，从Landsat8卫星受松毛虫害相应的马尾松林分遥感影像中获取多种植被指数。通过分析受松毛不同虫害程度与各植被指数关系，获得虫害时间序列的周期变化特征。通过研究得到以下研究结论。 （1）马尾松的冠层参数中针叶长度和单簇针叶体积随着虫害程度加重而逐渐减小。其中，单簇针叶体积的变化比较明显，针叶长度在无危害和轻度危害下差异非常小。每簇针叶数虽然随虫害程度的加重整体上呈现降低的趋势，但是在严重危害和中度危害下它们的值呈现相反的规律。针叶中间直径在不同的受害程度下变化并不明显，只表现出约百分之一的差异。 （2）通过比较5个松毛虫害危害等级马尾松失叶率，可以看出虫害越严重，失叶率越高。虽然从无危害至轻度危害程度马尾松失叶率的变化程度较小，但当达到中度受害程度后失叶率变化很剧烈。 （3）在没有遭受松毛虫危害的马尾松林冠层光谱曲线中，存在明显的绿峰和红谷的特征。在红边波段范围内，光谱反射率急剧上升。在近红外波段范围内，反射率变化趋于平稳。当林分受到轻度及以上危害后，曲线中的绿峰值降低，红谷处的反射率升高，红边波段范围内光谱反射率陡峭程度降低。当受害程度达到严重和极严重时，光谱反射率曲线没有了明显的绿峰、红谷、红边、近红外平台等光谱特征。 （4）马尾松林冠层的平均单簇针叶体积与各植被指数的拟合效果很好。除了RVI550和SPID外，其他植被指数的R2均高于0.6。红边波段叶绿素指数（CIrededge）与单簇针叶体积，以及比值植被指数（RVI550）与单簇针叶体积呈线性相关。因CIrededge及RVI550随单簇针叶体积变化而明显变化，故CIrededge及RVI550可以在虫害发生早期进行监测。比值植被指数（RVI700）、绿波段归一化指数（gNDVI）、差值植被指数（DVI）和结构不敏感色素指数（SPID）与单簇针叶体积呈指数函数相关。这些指数在虫害发生的早期变化不明显，在虫害发生的中晚期有显著变化。增强型植被指数（EVI）、红绿比值指数（Red/Green）和归一化指标指数（NDVI）与单簇针体积呈逻辑斯蒂相关。 EVI、Red/Green及NDVI拟合曲线具有饱和现象。虽然在虫害发生的早期EVI、Red/Green及NDVI变化不大，但在虫害的晚期变化剧烈。因此这些指标不能做早期虫害监测而可做晚期虫害监测。 （5）对从卫星遥感影像获得的几种指数分析后发现，CIrededge指数和DVI指数的误差平方和都很大，正弦拟合效果差，所以不适合用来对马尾松毛虫害的进行监测。除CIrededge指数和DVI指数外其他指数在时间序列上都具有明显的周期性变化规律。因此，可以通过对比有虫害和无虫害发生的年份曲线，找出虫害发生后曲线的变化。根据这一规律，就可利用各植被指数进行虫害的监测和预报。CIrededge指数、EVI指数、NDVI指数和Red/Green指数在达到严重危害前的响应不明显，只有当危害达到极严重程度时才会有很明显的变化。因此，CIrededge指数、EVI指数、NDVI指数和Red/Green指数适合做虫害的晚期监测，并不能对虫害进行早期的预测和预报。SWVI（band1.6）和SWVI（band2.2）在轻度危害时就产生响应，因此这些指数可以在虫害发生的早期进行监测。 通过研究可以发现，相同的植被指数在地面高光谱和卫星遥感影像中的响应特征有很大差异，因此可以利用地面高光谱数据和卫星遥感影像数据分别进行虫害的监测和预报。