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影响土壤光谱特性变化的因素包括矿物（原生矿物和次生矿物），土壤含水量，土壤有机物（胡敏酸和富里酸的腐殖质类型是主要的有机质），土壤的质地和颗粒度等。土壤的主要光谱特性分析如下：
l 在自然状态下，土壤表面的反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的反射峰和吸收谷。
l 在干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物（原生矿物和次生矿物）和土壤有机质有关。
l 土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降，在水的各个吸收带（1.4μm、1.9μm、2.7μm处附近区间），反射率的下降尤为明显。
土壤矿物主要包括石英、云母、长石、氧化物等，因此通过分析相应的矿物含量就可以区别土壤的特征。土壤中颗粒的大小与比例，代表了两个方面情况，即是颗粒本身大小与持水能力。
1.土地矿物质对光谱反射的影响
土壤是由物理化学性质各不相同的物质组成的混合物，包括原生矿物、次生矿物、水分和有机质等。土壤中的石砾、砂粒几乎全是由原生矿物所组成，多以石英为主；粉粒绝大数也是由石英和原生硅酸盐矿物组成，主要原生矿物光谱曲线如图所示。
土壤的主要原生矿物光谱曲线
土壤中的次生矿物主要有三类。①简单的盐类，常见于于旱和半干旱地区的土壤中：②含水的氧化物，常见于湿热的热带和亚热带地区的土壤中；③次生层状铝硅酸盐。次生铝硅酸盐类，普遍存在于土壤之中，是构成土壤的主要成分，其光谱反射曲线如图所示，在2.10~2.45μm之间光谱差异显著，表现在吸收波段的峰值位置和吸收深度的差别。
土壤的主要次生矿物光谱曲线及局部放大光谱
蒙古高原高程及土地覆盖类型图
2.土壤含水率对光谱反射的影响
含水率是土壤重要的指标，不同层土壤湿度对降水量、温度也有影响，土壤含水量的不同，在反射光谱曲线上有所体现。通过含水率的实验表明，当土壤的含水率增加时，反射率在各个波段都会有明显降低，如图所示，在1.4μm和1.9μm附近，水吸收特征的深度和宽度都会随含水率的增加而有所增加，特别是在1.9μm附近的特征吸收变化幅度更大。
不同含水率的土壤光谱曲线
不同层土壤湿度对降水量、温度响应滞后时间空间分布
3.地表颗粒度对光谱反射的影响
地表质地不仅影响土壤持水能力，而且影响土壤的反射率。一般来说，在近红外光谱范围，如果土壤的物理化学性质没有发生变化，则土壤或矿物的光谱反射率随土壤颗粒尺寸的减小而增大，如图所示，其原因是颗粒的增加，导致了阴影的增加。
不同颗粒度的土壤光谱曲线
4.土壤有机质对光谱反射的影响
腐殖质是主要的土壤有机质，通过对其含量的分析，可以区分平沙地、龟裂地及耕地。
通过对冬季土壤腐殖质含量的分析，可以判断在其它季节该区域的覆盖情况。有机制的成分及含量在光谱曲线上都有体现，有机质影响主要是在可见光和近红外波段，而影响最大的是在0.6~0.8μm之间。
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