本发明提供了一种多模型协同的水质参数浓度反演方法和装置,该方法包括利用采样点处水质参数的实测浓度和高光谱反射率数据构建多种候选遥感反演模型;计算候选遥感反演模型的综合误差;根据综合误差对候选遥感反演模型进行筛选,得到多个遥感反演模型;利用贝叶斯模型平均方法,对多个遥感反演模型加权求和,得到水质遥感集合反演模型;建立用于计算权重以及方差的优化模型;求解优化模型,得到水质遥感集合反演模型中每个遥感反演模型的权重以及方差;利用代入权重后的水质遥感集合反演模型进行水质参数反演,得到水质参数的浓度反演值;依据蒙特卡罗方法和每个遥感反演模型的权重以及方差,计算水质遥感集合反演模型对水质参数的浓度反演区间。