萊森光學（深圳）有限公司
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閱讀：3666發(fā)布時間：2022-10-9
影響土壤光譜特性變化的因素包括礦物（原生礦物和次生礦物），土壤含水量，土壤有機物（胡敏酸和富里酸的腐殖質(zhì)類型是主要的有機質(zhì)），土壤的質(zhì)地和顆粒度等。土壤的主要光譜特性分析如下：
l 在自然狀態(tài)下，土壤表面的反射曲線呈比較平滑的特征，沒有明顯的反射峰和吸收谷。
l 在干燥條件下，土壤的波譜特征主要與成土礦物（原生礦物和次生礦物）和土壤有機質(zhì)有關(guān)。
l 土壤含水量增加，土壤的反射率就會下降，在水的各個吸收帶（1.4μm、1.9μm、2.7μm處附近區(qū)間），反射率的下降尤為明顯。
土壤礦物主要包括石英、云母、長石、氧化物等，因此通過分析相應(yīng)的礦物含量就可以區(qū)別土壤的特征。土壤中顆粒的大小與比例，代表了兩個方面情況，即是顆粒本身大小與持水能力。
1.土地礦物質(zhì)對光譜反射的影響
土壤是由物理化學性質(zhì)各不相同的物質(zhì)組成的混合物，包括原生礦物、次生礦物、水分和有機質(zhì)等。土壤中的石礫、砂粒幾乎全是由原生礦物所組成，多以石英為主；粉粒絕大數(shù)也是由石英和原生硅酸鹽礦物組成，主要原生礦物光譜曲線如圖所示。
土壤的主要原生礦物光譜曲線
土壤中的次生礦物主要有三類。①簡單的鹽類，常見于于旱和半干旱地區(qū)的土壤中：②含水的氧化物，常見于濕熱的熱帶和亞熱帶地區(qū)的土壤中；③次生層狀鋁硅酸鹽。次生鋁硅酸鹽類，普遍存在于土壤之中，是構(gòu)成土壤的主要成分，其光譜反射曲線如圖所示，在2.10~2.45μm之間光譜差異顯著，表現(xiàn)在吸收波段的峰值位置和吸收深度的差別。
土壤的主要次生礦物光譜曲線及局部放大光譜
蒙古高原高程及土地覆蓋類型圖
2.土壤含水率對光譜反射的影響
含水率是土壤重要的指標，不同層土壤濕度對降水量、溫度也有影響，土壤含水量的不同，在反射光譜曲線上有所體現(xiàn)。通過含水率的實驗表明，當土壤的含水率增加時，反射率在各個波段都會有明顯降低，如圖所示，在1.4μm和1.9μm附近，水吸收特征的深度和寬度都會隨含水率的增加而有所增加，特別是在1.9μm附近的特征吸收變化幅度更大。
不同含水率的土壤光譜曲線
不同層土壤濕度對降水量、溫度響應(yīng)滯后時間空間分布
3.地表顆粒度對光譜反射的影響
地表質(zhì)地不僅影響土壤持水能力，而且影響土壤的反射率。一般來說，在近紅外光譜范圍，如果土壤的物理化學性質(zhì)沒有發(fā)生變化，則土壤或礦物的光譜反射率隨土壤顆粒尺寸的減小而增大，如圖所示，其原因是顆粒的增加，導致了陰影的增加。
不同顆粒度的土壤光譜曲線
4.土壤有機質(zhì)對光譜反射的影響
腐殖質(zhì)是主要的土壤有機質(zhì)，通過對其含量的分析，可以區(qū)分平沙地、龜裂地及耕地。
通過對冬季土壤腐殖質(zhì)含量的分析，可以判斷在其它季節(jié)該區(qū)域的覆蓋情況。有機制的成分及含量在光譜曲線上都有體現(xiàn)，有機質(zhì)影響主要是在可見光和近紅外波段，而影響的是在0.6~0.8μm之間。
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