激光诱导荧光技术已成为植物遥感监测领域的关键技术之一，在全球范围内实现植物生理状态的高时空分辨率实时监测，将极大程度地提高我国对自然灾害的预警能力，发展空基平台的植物荧光雷达是当前各国关注的研究重点之一。但植物叶绿素荧光本身极其微弱，而目前以荧光强度为被测参数的荧光探测技术又易受环境光、荧光散射角度及激发光强等外界因素的干扰很难实现远距离遥感探测。而荧光寿命反映的是荧光光子的衰减时间，不受以上外界因素的干扰，具有稳定性强的优点。因此研究激光诱导叶绿素荧光寿命探测技术对解决传统荧光遥感探测技术瓶颈具有重要的科学研究意义与应用价值。　　针对植物叶绿素荧光信号在遥感探测中易受干扰的问题，依据叶绿素荧光现象的基本原理，提出并设计了一种可用于环境监测的单点式激光诱导荧光寿命测量系统。用激光脉冲照射植物，激发植物叶绿素产生荧光，由高速探测系统记录叶绿素荧光信号的变化过程。由于激光诱导叶绿素荧光信号实际为激光脉冲函数、仪器响应函数及叶绿素荧光衰减函数3者的卷积。因此，分别测得激光诱导叶绿素荧光信号与激光脉冲信号，再用激光诱导叶绿素荧光信号对激光脉冲信号做解卷积处理，就能分离出真实的叶绿素荧光衰减函数，从而获得叶绿素荧光寿命。　　解卷积算法是叶绿素荧光寿命反演过程中的一项关键技术，而目前的解卷积算法在叶绿素荧光寿命反演过程中都存在明显的不足。针对向前迭代解卷积法在处理叶绿素荧光数据过程中，产生迭代累积误差的原因。提出了一种改进型向前迭代解卷积算法，利用仿真技术校正了传统向前迭代解卷积算法在反演叶绿素荧光寿命过程中产生的迭代误差，从而实现了高精度的叶绿素荧光寿命测量。并通过处理大量仿真的激光诱导叶绿素荧光信号，对这种改进型向前迭代解卷积算法进行了详细的误差分析，证明该算法的平均误差可被控制在3％以内。　　利用这种单点式激光诱导荧光寿命测量系统对不同浓度的叶绿素溶液进行了测量，证明叶绿素荧光寿命与叶绿素溶液浓度具有一定相关性，并拟合了表示叶绿素溶液浓度及叶绿素荧光寿命对应关系的标定曲线，未来该技术可被用于监测水体藻类的生物量。在此基础上，为了验证这种测量方法的可靠性，又分别对荧光寿命值与叶绿素溶液及植物叶片荧光寿命值相近的一些化学试剂进行了测试，结果证明这种叶绿素荧光寿命测量法能够满足植物遥感监测任务的需求。　　为了实现大面积植物生理状态的无损监测，构建了激光诱导荧光寿命成像系统，并结合时间分辨测量法可采集到记录完整荧光信号变化过程的连续图像，根据植物荧光寿命的特性，以改进型向前迭代解卷积法为核心编写了相关程序对连续图像进行处理，即可绘制植物叶绿素荧光寿命的分布图谱。利用该系统初步研究了绿萝植株叶绿素荧光寿命在几种常见外界因素干扰下的变化特性，并详细分析了绿萝叶片的叶绿素含量与其荧光寿命的对应关系。为未来研究植物内在生理信息与其叶绿素荧光寿命的关系奠定了基础。　　理论研究与实验结果表明：激光诱导叶绿素荧光寿命探测技术不但能够快速、有效地测量叶绿素荧光寿命，还可展示植物叶绿素荧光寿命的空间分布。叶绿素荧光寿命不仅能够反映溶液的叶绿素含量，而且活体植物的叶绿素荧光寿命与其叶绿素含量、细胞生理状态也都存在一定关联。本文的研究成果将推动我国植物遥感探测技术的发展，为环境及农业监测研究提供新的探测工具。