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遥感技术在生态环境监测中的应用研究
图 5-10 为土壤中部分主要矿物发射光谱曲线，根据 JHU 波谱库矿物反射率换算成
发射率。石英、赤铁矿、针铁矿、高岭石、蒙脱石 - 高岭石混合和伊利石发射率光谱特
征差异明显，针铁矿和赤铁矿在 8 ～ 10.5μm 波段没有吸收特征，发射率较高。针铁矿
在 10.8 和 12.2μm 附近出现一大一小两个明显的吸收峰。伊利石、高岭石和蒙脱石 - 高
岭石混合物发射率很高，大于 0.96，曲线整体变化较平缓，在 8.7 和 9.3μm 附近出现吸
收峰，其中高岭石还在 11.6um 附件出现了宽口平缓的吸收带。石英的发射光谱特征最明
显，由于 Si-O 非对称伸缩振动，从 8 ～ 9.8μm 波段出现最强 Reststrahlen 吸收带，两吸
收峰分别位于 8 ～ 8.6μm 和 8.6 ～ 9.8μm 波段区间，前者较弱，后者较强，这是硅酸盐
的矿物的吸收特征，具体位置与物质组成有关；由于 Si-O-Si、Si-O-Al 和（Si、Al）-O-
（Si、Al）等共价键的对称伸缩振动，在 12.5 ～ 16.6μm 波段有 2 到 3 个中等强度的吸
收窄带；其中，位于 12.5μm 处的中等强度吸收带是石英族矿物的特征峰。图 5-6 红色
曲线为煤田土壤发射率的平均值，结合图 5-5，煤田土壤发射率光谱曲线与石英相似，在
8 ～ 10.5μm 波段呈现出强 Reststrahlen 吸收特征，3 个吸收峰分别位于 8.25、8.7 和 9.4um
波段附近，而吸收强度不及石英矿物，这是由于氧化铁的存在减弱了 Reststrahlen 吸收特征，
但使吸收谱带宽度变长；在 12.5μm 后有两个吸收带，分别位于 12.5 和 12.8μm 波段；从
10.5 ～ 12.2μm 波段，大部分土壤样本发射光谱曲线都有弱小的波动，这可能是由于土壤
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中存在有碳酸盐，CO -3 基团振动引起的残余辐射谱带。
图 5-10 土壤部分主要矿物发射光谱曲线
五、遥感技术在煤田土壤重金属含量估算中的应用
星载遥感技术具有观测范围广、重访周期短、成本低等特点，能够进行大范围对地观测，
是快速获取地表信息的有力工具。我们进行地面实测光谱与土壤属性的相关研究，其最终
目的是要利用卫星遥感实现对土壤属性的定量反演，实现大范围、快速土壤制图。本研究
对室内实测土壤光谱与土壤重金属含量的分析表明：利用高光谱技术实现对土壤重金属含
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