土壤遥感
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6.3.1 土壤类型的遥感分析 6.3.2 土壤侵蚀调查与监测 6.3.3 土壤水分监测与干旱灾害预测
土壤波谱特征及其变化规律
1. 反射光谱特征 土 壤是岩矿的风化产物，因而土壤和岩矿的光
谱反射特性在整体上基本一致：即反射率从可见 光的短波段起随波长的增加而逐渐抬升。
土壤是岩矿经历不同的风化过程，又是在不同的 生物气候因子和人类长期耕作活动的共同作用下 形成的，因此，土壤类别是多种多样的，其光谱 反射特性也必然相应 地发生许多变化。
土壤水分即土壤湿度。一般情况下，土壤水分含量与反射率 呈反比，甚至可以认为土壤水分含量与反射率之间在一定范 围内呈线性关系。
一般含水量在10%～ 25% , 反射率变化显著。 而持水性差的土壤, 其灵敏度范围可能小于10%。
在土壤光谱曲线中，
1.45um和1.95um两个波段处有两个强吸收谷； 在0.97um、1.2um与1.77um处有三个弱吸收谷
土壤在可见光波段的许多吸收特征都是铁氧化物 引起，铁氧化物的存在导致土壤在整个波段范围 的反射率下降。
由于土壤中铁大量存在，几乎所有土壤的光谱反 射率都朝着蓝波段方向下降，这种下降甚至可扩 展至紫外。
总体来说， 氧化铁会导 致可见光红 波段
(0.6~0.7μm) 的反射率上 升，近红外 波段
C. 土壤松紧度、孔隙度和干湿度的影响
土壤松紧度指土壤松疏和紧实的程度，分为很松、 疏松、稍紧实、紧实、坚实。
土壤孔隙度指土壤孔隙的多少，决定着土壤的通 气透水特性，影响着土壤养分转化和温度状况。
土壤孔隙度大小决定土壤中空气含量的变化。
土壤的松紧度越松、土壤孔隙度越大，土壤的光 谱反射率越低。
土壤中含大量的铁和黏重的质地有关。
总的来说:
土壤光谱反射特性的差异与变化都取决于土壤 的组成与表面状态，其中最为重要的是腐殖质 含量。含量愈高，反射率愈低，光谱的曲线愈 趋低平。
但应注意腐殖质的组分如胡敏酸、富里酸等之 间的光谱特性差异颇大，对土壤光谱特性的影 响也就有所不同。
在自然界，土壤常为自然植被或栽种植物所覆 盖，欲从空中获得主要反映土壤光谱特性的数 据，必须选择合适的无植被或少植被覆盖的季 节进行遥感成像。
土壤颗粒大小对土壤反射率有显著影响，颗粒越小，彼 此的结合越紧密，土壤表面越光滑，反射率越大。
但是，土壤质地对反射光谱的影响不仅与不同粒径组合 及表面状况(糙度和阴影) 有关, 而且与不同粒径的化学 组成也密切相关。
因此, 不能笼统地说, 土壤颗粒越细, 反射率越高。因为 当颗粒细至黏粒时, 土壤持水能力增加, 反而会降低反 射率。
总体讲：
随着土壤含水量的提高，任意波长的反射率均会 降低，而且其差异随波长的增加而加大；
但当土壤含水量超过田间持水量时，由于土壤表 面膜水层形成镜面反射，反而会提高反射率。 因此, 尽可能应用近红外波段来估计土壤水分含量。
(2) 土壤矿物成分对土壤光谱的影响
土壤矿物质基本来自岩石风化形成的成土母质， 对土壤的形成与土壤肥力的发展有重要影响。
火山灰土耕垦后自然植被消失，原来土壤中的生 物积累过程中断，在当地水热条件作用下，有机 物质迅速分解消耗，土壤剖面形态结构与土色渐 趋于红壤类型。
缓斜型：水耕熟化形成的水稻土。
特征：自光谱的紫光端向红光端缓缓抬升，形成 一条斜线；在0.45μm或0.62μm附近可能出现程 度不等的小波折，这段的斜率一般在0.10上下， 明显高出上述平直型；在0.62μm和0.9μm之 后 反射率上升趋缓形成两个拐点，这是士壤中含有 一定量铁离子的反映。
陡坎型：南方湿热条件下发育的红壤。
南方湿热地区另两类重要土壤一一黄壤和砖红壤 ，其光谱曲线虽与红壤类同属陡坎型，但彼此又 有些明显差异。
干早荒漠地区土壤（如棕漠土、灰钙土等）一般 约在0.6μm之前普遍高于其他各类土壤，以后斜率 就急剧下降，有时出现负值，形成一条近似与X轴 平行的似波浪起伏的曲线，故称之为波浪型。
我国主要的土壤反射光谱曲线类型
平直型：有机质含量高、颜色深暗的土壤。
在可见光波段，斜率小而稳定，基本上呈一条与X 轴有一个夹角不大的近似直线。在进入红外波段 后，曲线稍有抬升和下降，但变幅一般也不大。
案例：云南腾冲的泥炭土
火山灰土也具有平直形曲线。整条曲线的位置及 在可见光波段的斜率都与有机质含量密切相关。
二、土壤遥感数据分析
从遥感数据中获取大量土壤信息需要发展多种技术 方法。土壤光学遥感中常用的有多元统计分析、主 成分分析、光谱混合分解与光谱匹配等技术。
1. 多元统计分析
2. 主成分分析（PCA） 基于统计特征的多维正交线性变换：
Y是新生成的主成分矩阵，X为原始变量矩阵（ 可以是室内光谱，也可以是遥感影像），T是由 X的协方差矩阵的特征向量组成的正交矩阵。
在含量0. 5%～ 5% 时, 估测精度较高。 可见光和近红外是土壤有机质分类的最重要波段。
(4) 土壤物理属性的影响
物理属性包括：颜色、质地、结构、干湿度、孔隙 度等。
A. 土壤质地的影响
土壤质地影响反射率的原因：
影响土壤蓄水能力，较大颗粒之间能容纳更多的空气和 水；
土壤反射光谱受土壤地球化学（矿物成分、湿度 、有机质、氧化铁含量、土壤结壳等），几何光 学散射（几何、照明、微粒形状、大小、方位、 粗糙度）以及外部环境（气候、风化程度、植被 覆盖度、落叶）等因素的影响。
土壤组分的影响
土壤由固相（矿物质：原生矿物和次生矿物；有 机质：有机氮、脂肪、碳水化合物、糖类等）， 液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）三 相物质有机组成。
3. 光谱混合分解模型 即混合像元分解，分为线性和非线性两种。 线性—每一像素的反射率等于各端元组分反射率
的权重的和：
非线性---土壤颗粒成分之间不是简单的线性混合 而是均匀混合，非线性混合分解技术可以更真实 的模拟像素端元组分。
三、土壤遥感的应用
1. 土壤类型的判读 土壤类型的判别首先需要确定土类，土类由生物
遥感地学分析
Geography Analysis for Remote Sensing
第6章 土壤遥感
土壤遥感是应用遥感手段研究土壤科学的技术。
土壤遥感能对某些土壤性状、水分含量、养分供应 状况以及能对土壤盐渍化、沼泽化、风沙化、水土 流失、土壤污染等变化进行动态监测，为合理开发 、利用与管理土壤资源及时提供科学数据。
可见光区的光谱主要由土壤成分中的Fe3+和Fe2+ 引起。
Fe2+吸收波长位于0.43、0.45、0.51、0.55和 1.0——1.1um
Fe3+吸收波长位于0.40、0.45、0.49、0.70、 0.87um
氧化铁含量对土壤光谱的影响
土壤中的部分含铁矿物被风化为铁的氧化物，如 针铁矿、赤铁矿、褐铁矿，它们均以胶体状态覆 于土壤颗粒表面。
其波谷一般较宽，且较浅平。2.0μm之后反射率 常降低不多，甚至略有增高，呈翘尾巴态。
土壤反射光谱特征总结
已有的研究表明：
450 nm 波段的光谱值与土壤水分含量有关; 500～ 640 nm 波段与土壤中的氧化铁有关; 620～660 nm 波段与土壤有机质含量呈负相关。 Stoner 等认为750～ 1 300 nm 波段的反射率低,是与
气候条件决定。因此解译时，要确定研究区的水 平地理带以及垂直带性和非带性因素。 与常规方法相比，制作的土壤类型图比较详实， 内容详细。
常规方法编制的南疆土壤图
根据监督分类结果绘制的南疆土壤类型图
2. 土壤干旱遥感监测
干旱：是指某地团长期没有降水或降水显著偏少造成空 气干燥、土壤缺水甚至干涸的现象。
即不同粒径土壤的光谱差异随波长的增加而变大, 波长由2.2um增大到2.65um时，土壤对太阳辐射 的吸收至少增加14.6%。
可用2.2～ 2.65um 光谱段来区别土壤质地差异。
利用土壤黏粒在常温下风干后依然能吸附水分的 持水特性, 可以应用反射光谱1 .9um 处水分吸收 峰的强弱来估计土壤中黏粒含量的多少。
按土壤光谱曲线在可见光至近红外区的整体形态 与斜率变化情况看，可归纳为平直型、缓斜型、 陡坎型和波浪型四大类。
2. 土壤反射光谱特征的影响因素
土壤是一种极其复杂的多孔体系，由不同含量的 矿物质、水分、气体和土壤有机质组成。
土壤反射率由土壤的组成成分及其结构的内在的 散射和吸收性质决定。
干旱指标：确定干旱是否发生以及发生干旱严重程度的 一种度量。
干旱监测的评价指标：
1)、反映农业水分供应状况的物理量，如降水量、水分供 求差、帕默尔指数等来评估干旱程度；
2)、反映作物生长与水分利用关系的物理量，如相对蒸散、 水分亏缺量、作物水分应力指数等来判断水分亏缺的程度；
按容积计，矿物质占38-45%，有机质占5-12%，孔 隙约占50%；
按重量计，矿物质的固相占90%以上，有机质占110%
对土壤光谱影响较大的组分包括土壤水分、有机 质、氧化铁。
(1) 土壤水分含量对土壤光谱的影响
土壤水分：来源于大气降水、地下水、灌溉水和大气凝结水； 损耗于土壤蒸发பைடு நூலகம்植物吸收、植物蒸腾和水的渗漏与径流
3. 土壤微波辐射、散射特性
土壤的微波辐射特性，与土壤含水量有很大关系。 根据肖金凯的初步研究，不论何种土壤类型，在 105℃烘干状态下，其介电常数均在5左右，加水之 后，介电常数近线性上升，不同类型土壤，上升幅 度稍有差异，表明土壤的介电常数主要由土壤含水 量决定，与土壤成分和性质有一定关系但不是很大。 影响土壤微波后向散射系数的另两个重要因素是 表层土粒粗细与土壤结构状况。
沙土 里有 机质 含量 的差 异
有两个光谱特征指标比较有机质含量的高低:
其一是0.4～ 1.1um (特别是620～ 660 nm )平均反 射率的高低。有机质含量越高, 反射率越低;
其二是光谱曲线在0.6um 处的形态, 即0.6um 处光 谱曲线的“弓曲差”的大小。有机质含量越 高,“弓曲差”越小, 曲线越平直。反之亦然。
✓ 黏粒含量越高, 该波长上的吸收峰越强, 反射率 越低。
B. 土壤结构对土壤光谱的影响
土壤结构指土壤颗粒之间的胶结、接触关系。
土壤结构有团粒状、块状、核状、柱状、棱状、片状 结构等。
粒径为0.45-2.5um的结构体由于孔隙而产生光的“险 井”，也被称为“微阴影”，阴影存在导致其反射率 降低。
2. 土壤的热红外特性
土壤的热红外和微波辐射、散射特性与岩矿有许多 类似之处，但由于土壤是疏松的有机和无机复合体 ，固、液、气三相共存，成分多样，且处于相互消 长、快速多变之中，故更为复杂。
从使用FTIR(傅立叶红外光谱仪)测定的大量土壤 样品在2.5μm~14μm的 反射光谱曲线经过换算
得出热红外区的比辐射率可以看出，不同土壤 类型有一些差异，但不大；
土壤含水量是造成土壤表面温度差异，乃至热红 外辐射变化的主要因素。
张仁华深入分析了土壤热红外发射率与土表温度 和含水量等多要素之间的复杂关系。
推导出了土壤含水量W与土壤热惯量的关系（接 近直线方程）：
就可得出有一定可信度的土壤含水量。 这将是 热红外遥感的重要应用领域之一。
内容提要
6.1 土壤波谱特征及其变化规律
6.1.1 土壤的反射光谱特征 6.1.2 土壤的热红外辐射特征 6.1.3 土壤的微波辐射与散射特征
6.2 土壤遥感数据分析
6.2.1 多元统计分析 6.2.2 主成分分析 6.2.3 光谱混合分解模型
6.3 土壤遥感分析
(0.85~0.9μm )反射率的下 降
(3) 土壤有机质含量对土壤光谱的影响
就同一类型的土壤而言, 有机质含量的高低 与土壤颜色的深浅有直接关系。
有机质含量高时, 土壤呈深褐色至黑色; 有机质含量低时土壤呈浅褐色至灰色。
通常颜色愈深的土壤, 其光谱反射率 愈低,而其相对肥力则愈高。
土壤波谱特征及其变化规律
1. 反射光谱特征 土 壤是岩矿的风化产物，因而土壤和岩矿的光
谱反射特性在整体上基本一致：即反射率从可见 光的短波段起随波长的增加而逐渐抬升。
土壤是岩矿经历不同的风化过程，又是在不同的 生物气候因子和人类长期耕作活动的共同作用下 形成的，因此，土壤类别是多种多样的，其光谱 反射特性也必然相应 地发生许多变化。
土壤水分即土壤湿度。一般情况下，土壤水分含量与反射率 呈反比，甚至可以认为土壤水分含量与反射率之间在一定范 围内呈线性关系。
一般含水量在10%～ 25% , 反射率变化显著。 而持水性差的土壤, 其灵敏度范围可能小于10%。
在土壤光谱曲线中，
1.45um和1.95um两个波段处有两个强吸收谷； 在0.97um、1.2um与1.77um处有三个弱吸收谷
土壤在可见光波段的许多吸收特征都是铁氧化物 引起，铁氧化物的存在导致土壤在整个波段范围 的反射率下降。
由于土壤中铁大量存在，几乎所有土壤的光谱反 射率都朝着蓝波段方向下降，这种下降甚至可扩 展至紫外。
总体来说， 氧化铁会导 致可见光红 波段
(0.6~0.7μm) 的反射率上 升，近红外 波段
C. 土壤松紧度、孔隙度和干湿度的影响
土壤松紧度指土壤松疏和紧实的程度，分为很松、 疏松、稍紧实、紧实、坚实。
土壤孔隙度指土壤孔隙的多少，决定着土壤的通 气透水特性，影响着土壤养分转化和温度状况。
土壤孔隙度大小决定土壤中空气含量的变化。
土壤的松紧度越松、土壤孔隙度越大，土壤的光 谱反射率越低。
土壤中含大量的铁和黏重的质地有关。
总的来说:
土壤光谱反射特性的差异与变化都取决于土壤 的组成与表面状态，其中最为重要的是腐殖质 含量。含量愈高，反射率愈低，光谱的曲线愈 趋低平。
但应注意腐殖质的组分如胡敏酸、富里酸等之 间的光谱特性差异颇大，对土壤光谱特性的影 响也就有所不同。
在自然界，土壤常为自然植被或栽种植物所覆 盖，欲从空中获得主要反映土壤光谱特性的数 据，必须选择合适的无植被或少植被覆盖的季 节进行遥感成像。
土壤颗粒大小对土壤反射率有显著影响，颗粒越小，彼 此的结合越紧密，土壤表面越光滑，反射率越大。
但是，土壤质地对反射光谱的影响不仅与不同粒径组合 及表面状况(糙度和阴影) 有关, 而且与不同粒径的化学 组成也密切相关。
因此, 不能笼统地说, 土壤颗粒越细, 反射率越高。因为 当颗粒细至黏粒时, 土壤持水能力增加, 反而会降低反 射率。
总体讲：
随着土壤含水量的提高，任意波长的反射率均会 降低，而且其差异随波长的增加而加大；
但当土壤含水量超过田间持水量时，由于土壤表 面膜水层形成镜面反射，反而会提高反射率。 因此, 尽可能应用近红外波段来估计土壤水分含量。
(2) 土壤矿物成分对土壤光谱的影响
土壤矿物质基本来自岩石风化形成的成土母质， 对土壤的形成与土壤肥力的发展有重要影响。
火山灰土耕垦后自然植被消失，原来土壤中的生 物积累过程中断，在当地水热条件作用下，有机 物质迅速分解消耗，土壤剖面形态结构与土色渐 趋于红壤类型。
缓斜型：水耕熟化形成的水稻土。
特征：自光谱的紫光端向红光端缓缓抬升，形成 一条斜线；在0.45μm或0.62μm附近可能出现程 度不等的小波折，这段的斜率一般在0.10上下， 明显高出上述平直型；在0.62μm和0.9μm之 后 反射率上升趋缓形成两个拐点，这是士壤中含有 一定量铁离子的反映。
陡坎型：南方湿热条件下发育的红壤。
南方湿热地区另两类重要土壤一一黄壤和砖红壤 ，其光谱曲线虽与红壤类同属陡坎型，但彼此又 有些明显差异。
干早荒漠地区土壤（如棕漠土、灰钙土等）一般 约在0.6μm之前普遍高于其他各类土壤，以后斜率 就急剧下降，有时出现负值，形成一条近似与X轴 平行的似波浪起伏的曲线，故称之为波浪型。
我国主要的土壤反射光谱曲线类型
平直型：有机质含量高、颜色深暗的土壤。
在可见光波段，斜率小而稳定，基本上呈一条与X 轴有一个夹角不大的近似直线。在进入红外波段 后，曲线稍有抬升和下降，但变幅一般也不大。
案例：云南腾冲的泥炭土
火山灰土也具有平直形曲线。整条曲线的位置及 在可见光波段的斜率都与有机质含量密切相关。
二、土壤遥感数据分析
从遥感数据中获取大量土壤信息需要发展多种技术 方法。土壤光学遥感中常用的有多元统计分析、主 成分分析、光谱混合分解与光谱匹配等技术。
1. 多元统计分析
2. 主成分分析（PCA） 基于统计特征的多维正交线性变换：
Y是新生成的主成分矩阵，X为原始变量矩阵（ 可以是室内光谱，也可以是遥感影像），T是由 X的协方差矩阵的特征向量组成的正交矩阵。
在含量0. 5%～ 5% 时, 估测精度较高。 可见光和近红外是土壤有机质分类的最重要波段。
(4) 土壤物理属性的影响
物理属性包括：颜色、质地、结构、干湿度、孔隙 度等。
A. 土壤质地的影响
土壤质地影响反射率的原因：
影响土壤蓄水能力，较大颗粒之间能容纳更多的空气和 水；
土壤反射光谱受土壤地球化学（矿物成分、湿度 、有机质、氧化铁含量、土壤结壳等），几何光 学散射（几何、照明、微粒形状、大小、方位、 粗糙度）以及外部环境（气候、风化程度、植被 覆盖度、落叶）等因素的影响。
土壤组分的影响
土壤由固相（矿物质：原生矿物和次生矿物；有 机质：有机氮、脂肪、碳水化合物、糖类等）， 液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）三 相物质有机组成。
3. 光谱混合分解模型 即混合像元分解，分为线性和非线性两种。 线性—每一像素的反射率等于各端元组分反射率
的权重的和：
非线性---土壤颗粒成分之间不是简单的线性混合 而是均匀混合，非线性混合分解技术可以更真实 的模拟像素端元组分。
三、土壤遥感的应用
1. 土壤类型的判读 土壤类型的判别首先需要确定土类，土类由生物
遥感地学分析
Geography Analysis for Remote Sensing
第6章 土壤遥感
土壤遥感是应用遥感手段研究土壤科学的技术。
土壤遥感能对某些土壤性状、水分含量、养分供应 状况以及能对土壤盐渍化、沼泽化、风沙化、水土 流失、土壤污染等变化进行动态监测，为合理开发 、利用与管理土壤资源及时提供科学数据。
可见光区的光谱主要由土壤成分中的Fe3+和Fe2+ 引起。
Fe2+吸收波长位于0.43、0.45、0.51、0.55和 1.0——1.1um
Fe3+吸收波长位于0.40、0.45、0.49、0.70、 0.87um
氧化铁含量对土壤光谱的影响
土壤中的部分含铁矿物被风化为铁的氧化物，如 针铁矿、赤铁矿、褐铁矿，它们均以胶体状态覆 于土壤颗粒表面。
其波谷一般较宽，且较浅平。2.0μm之后反射率 常降低不多，甚至略有增高，呈翘尾巴态。
土壤反射光谱特征总结
已有的研究表明：
450 nm 波段的光谱值与土壤水分含量有关; 500～ 640 nm 波段与土壤中的氧化铁有关; 620～660 nm 波段与土壤有机质含量呈负相关。 Stoner 等认为750～ 1 300 nm 波段的反射率低,是与
气候条件决定。因此解译时，要确定研究区的水 平地理带以及垂直带性和非带性因素。 与常规方法相比，制作的土壤类型图比较详实， 内容详细。
常规方法编制的南疆土壤图
根据监督分类结果绘制的南疆土壤类型图
2. 土壤干旱遥感监测
干旱：是指某地团长期没有降水或降水显著偏少造成空 气干燥、土壤缺水甚至干涸的现象。
即不同粒径土壤的光谱差异随波长的增加而变大, 波长由2.2um增大到2.65um时，土壤对太阳辐射 的吸收至少增加14.6%。
可用2.2～ 2.65um 光谱段来区别土壤质地差异。
利用土壤黏粒在常温下风干后依然能吸附水分的 持水特性, 可以应用反射光谱1 .9um 处水分吸收 峰的强弱来估计土壤中黏粒含量的多少。
按土壤光谱曲线在可见光至近红外区的整体形态 与斜率变化情况看，可归纳为平直型、缓斜型、 陡坎型和波浪型四大类。
2. 土壤反射光谱特征的影响因素
土壤是一种极其复杂的多孔体系，由不同含量的 矿物质、水分、气体和土壤有机质组成。
土壤反射率由土壤的组成成分及其结构的内在的 散射和吸收性质决定。
干旱指标：确定干旱是否发生以及发生干旱严重程度的 一种度量。
干旱监测的评价指标：
1)、反映农业水分供应状况的物理量，如降水量、水分供 求差、帕默尔指数等来评估干旱程度；
2)、反映作物生长与水分利用关系的物理量，如相对蒸散、 水分亏缺量、作物水分应力指数等来判断水分亏缺的程度；
按容积计，矿物质占38-45%，有机质占5-12%，孔 隙约占50%；
按重量计，矿物质的固相占90%以上，有机质占110%
对土壤光谱影响较大的组分包括土壤水分、有机 质、氧化铁。
(1) 土壤水分含量对土壤光谱的影响
土壤水分：来源于大气降水、地下水、灌溉水和大气凝结水； 损耗于土壤蒸发பைடு நூலகம்植物吸收、植物蒸腾和水的渗漏与径流
3. 土壤微波辐射、散射特性
土壤的微波辐射特性，与土壤含水量有很大关系。 根据肖金凯的初步研究，不论何种土壤类型，在 105℃烘干状态下，其介电常数均在5左右，加水之 后，介电常数近线性上升，不同类型土壤，上升幅 度稍有差异，表明土壤的介电常数主要由土壤含水 量决定，与土壤成分和性质有一定关系但不是很大。 影响土壤微波后向散射系数的另两个重要因素是 表层土粒粗细与土壤结构状况。
沙土 里有 机质 含量 的差 异
有两个光谱特征指标比较有机质含量的高低:
其一是0.4～ 1.1um (特别是620～ 660 nm )平均反 射率的高低。有机质含量越高, 反射率越低;
其二是光谱曲线在0.6um 处的形态, 即0.6um 处光 谱曲线的“弓曲差”的大小。有机质含量越 高,“弓曲差”越小, 曲线越平直。反之亦然。
✓ 黏粒含量越高, 该波长上的吸收峰越强, 反射率 越低。
B. 土壤结构对土壤光谱的影响
土壤结构指土壤颗粒之间的胶结、接触关系。
土壤结构有团粒状、块状、核状、柱状、棱状、片状 结构等。
粒径为0.45-2.5um的结构体由于孔隙而产生光的“险 井”，也被称为“微阴影”，阴影存在导致其反射率 降低。
2. 土壤的热红外特性
土壤的热红外和微波辐射、散射特性与岩矿有许多 类似之处，但由于土壤是疏松的有机和无机复合体 ，固、液、气三相共存，成分多样，且处于相互消 长、快速多变之中，故更为复杂。
从使用FTIR(傅立叶红外光谱仪)测定的大量土壤 样品在2.5μm~14μm的 反射光谱曲线经过换算
得出热红外区的比辐射率可以看出，不同土壤 类型有一些差异，但不大；
土壤含水量是造成土壤表面温度差异，乃至热红 外辐射变化的主要因素。
张仁华深入分析了土壤热红外发射率与土表温度 和含水量等多要素之间的复杂关系。
推导出了土壤含水量W与土壤热惯量的关系（接 近直线方程）：
就可得出有一定可信度的土壤含水量。 这将是 热红外遥感的重要应用领域之一。
内容提要
6.1 土壤波谱特征及其变化规律
6.1.1 土壤的反射光谱特征 6.1.2 土壤的热红外辐射特征 6.1.3 土壤的微波辐射与散射特征
6.2 土壤遥感数据分析
6.2.1 多元统计分析 6.2.2 主成分分析 6.2.3 光谱混合分解模型
6.3 土壤遥感分析
(0.85~0.9μm )反射率的下 降
(3) 土壤有机质含量对土壤光谱的影响
就同一类型的土壤而言, 有机质含量的高低 与土壤颜色的深浅有直接关系。
有机质含量高时, 土壤呈深褐色至黑色; 有机质含量低时土壤呈浅褐色至灰色。
通常颜色愈深的土壤, 其光谱反射率 愈低,而其相对肥力则愈高。