什么叫遥感土壤光谱特性及特征波段的提取

土壤光谱信息是土壤表层各种属性的综合反映，其中土壤颜色、质地、有机质含量和各种矿物质成分等对土壤光谱的影响作用较为明显。土壤属性与实验室实测反射光谱的相关关系已得到证实：在可见光和近红外波段，土壤光谱的吸收特征主要是由金属离子的电子跃迁形成，在短波红外区域，土壤的吸收主要归因于有机质、层状硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等矿物质的各类分子团中化学键的伸展、弯曲、变形等振动。

土壤中有机质、氧化铁、黏粒比例的增加，会降低土壤光谱反射率；土壤有机质与反射率较强的相关关系主要反映在可见光波段，而土壤氧化铁和黏粒则在近红外波段可以得到更精确的区分。在可见光波段，土壤光谱曲线斜率较大，429、490nm附近是土壤氧化铁微弱的吸收峰，470nm附近则是土壤氧化锰微弱的吸收峰，波长600nm附近是土壤有机质典型的反射峰，815nm附近则是有机质的次反射峰，在近红外波段，反射光谱的斜率较小，接近水平。900nm附近的吸收峰是土壤中3价铁所致，1000nm附近的吸收峰是土壤中铁的氢氧化合物特征谱带，1400、1900、2200nm附近的吸收峰是土壤硅酸盐矿物中水分子羟基伸缩振动和Al—OH弯曲振动的合频谱带，湿度降低了所有光谱段的反射率并在1400、1900nm处产生较强和较宽的吸收带。2455nm附近的吸收峰则是土壤碳酸盐中CO32—基团振动产生的谱带。

通常土壤反射光谱需要预处理以突出光谱信息中的细微特征，常见预处理方法有光谱反射率的微分、倒数对数和连续统去除等，以此来获得表征不同土壤成分的特征波段。但实际工作中需要针对不同的土壤背景条件，不同的重金属污染类型，更加系统地分析土壤反射光谱特征差异，运用合适的预处理方法和统计方法提取研究区土壤特征波段，建立土壤重金属的光谱特征数据库。土壤重金属特征光谱的确定，可为区域土壤重金属含量反演模型的建立（包括特征波段参数选择）打下基础。