水体的遥感反射率由水体光谱的现场测量获得，测量方法主要有两种:水下剖面法(profiling method)和水面之上法(above-water method)。水体光谱现场测量获取的参数主要是与水色遥感或水体光谱特性研究相关的一些表观光学量，即:离水辐亮度Lw、归一化离水辐亮度LwN和遥感反射率Rrs。必须利用一定的测量方法以及与相应的数据处理分析相结合才能得到这些参数(唐军武等，2004)。

表观光学量的测量需满足以下环境条件:①水面之上法:晴天或者全云均匀覆盖，太阳天顶角小于65°，风速小于10 m/s，光照变化小；②水下剖面法:测量站位水深大于10 m(李铜基等，2006)。

水面之上法采用与陆地光谱测量类似的测量仪器，在经过严格定标的前提下，通过合理的安排观测几何以及设置测量积分时间，利用便携式瞬态光谱仪和标准板直接对进入传感器的总信号Lu、天空光信号Lsky和标准板的反射信号LP进行测量，从而推导出离水辐亮度Lw、归一化离水辐亮度LwN、遥感反射率Rrs等参数。水面之上法是目前Ⅱ类水体光谱曲线测定唯一有效的方法(唐军武等，2004)。

当天顶角在0~40°范围内时，离水辐亮度Lw变化不大，所以，为了避开太阳直接反射和船舶阴影对光场的影响，可采用图2-3所示的观测几何，具体如下:

(1)仪器观测平面与太阳入射平面的夹角135°(背向太阳方向)；

(2)仪器与海面法线的夹角40°；

图2-3　水面之上法水体光谱测量几何示意图

(3)如果是单通道光谱仪，在仪器面向水体进行测量后，将仪器在观测平面内向上旋转一个角度，使天空光辐亮度Lsky的观测方向天顶角等于测量水面时的观测角v。水体遥感反射率的计算公式为

式中:水面入射辐照度比Ed(0+)又为(www.daowen.com)

Lp——标准板的反射信号。

ρp——标准板的反射率。

而水面以上水体信号组成可表示为公式:

式中:Lu——传感器接收到的总信号。

Lw——进入水体的光被水体散射回来后进入传感器的离水辐射率，是我们需要得到的量。

ρf——菲涅尔反射系数，平静水面可取r＝0.022；在5 m/s左右风速的情况下，r可取0.025；在10 m/s左右风速的情况下，取0.026~0.028(唐军武，2004)。

Lsky——天空光信号，通过实地测量得到。

Lwc、Lg——来自水面白帽的信号和来自太阳耀斑的信号。这两部分信号不携带任何水体信息，在测量过程中通过采用特定的观测几何来避免和去除。