3.4.2.1 地物反射光谱测试的目的
各种地物表面反射的电磁波，其能量随波长的变化关系是由地物表面的化学性质和物理特性所决定的，彩红外摄影记录的正是地物反射的电磁波从可见光到近红外波段的能量变化。在地面使用地物反射光谱仪进行地物反射光谱测试主要目的有二：其一是获得与遥感图像相匹配的地面遥感数据，使遥感图像有地面实态和现场资料的印证；其二是为了研究矿区大气污染状况，弄清大气污染对地物特别是植物光谱反射特性的影响，分析植物光谱反射特性和大气污染的关系，以便使用植物反射率值反求大气污染强度。
3.4.2.2 植物光谱反射率与大气污染强度的关系
研究表明，植物特别是阔叶植物的波谱反射率与大气污染强度之间存在着相关关系。当植物受到大气污染物污染时，叶面和其内部结构及光合作用效率等受到破坏，表现为叶片退绿，产生伤斑，甚至枯萎。在0.5～0.7μm的波段，受污染的杨树由于退绿，其反射率比健康杨树高；而在0.7～1.1μm波段的反射率受污染杨树比健康杨树小得多。根据这种反射率差别，可以推求大气污染的范围及影响程度。
进行植物波谱反射率测定时，应选择当地有代表性的植物。测定时间以能较好反映全年平均大气污染强度的影响，但树叶又未进入落叶期为原则，如北方地区以9～10月份、南方地区以10～11月份为宜。
根据植物的波谱特性，可用下式求算植物叶绿素指数b：
工矿区环境动态监测与分析研究
式中ρ0.80、ρ0.63分别是植物在0.80μm和0.63μm波长附近的光谱反射率。测试结果表明，受污染植物的b值比健康植物显著偏小，这是反映大气污染强度的重要指标。例如，受污染杨树与正常健康的杨树相比，光谱反射率在近红外波段（0.7～1.1μm）较大幅度地下降，而在红波段（0.6～0.7μm）则有所增加，于是叶绿素指数b迅速减小。因此，b可成为反映大气污染的一个重要指标。
根据按月进行的常规监测结果，可得到研究区域各个监测点大气质量的年平均综合指数I综。由于在这些监测点上对典型植物（杨树）进行了光谱测试，则杨树叶绿素指数b与I综有一一对应关系，见表3-1、图3-6。
表3-1 I综与b值的对应关系
图3-6 杨树叶绿素指数与大气质量综合指数关系
通过非线性回归计算，可以得出植物叶绿素指数b与大气质量综合指数I综之间具有如下数学关系：
工矿区环境动态监测与分析研究
式中：A、B为待定系数，可根据实测的b值与I综值，作回归分析处理。
例如，根据研究矿区杨树的波谱测试叶绿素指数b和常规大气监测结果所得的I综值，求得该区的A=0.8745559,B=-0.1279645，且显著相关，则有
工矿区环境动态监测与分析研究
根据式（3-9）可计算出整个研究区多个光谱测试点的大气污染综合指数。由于植物的光谱反射率受常年大气污染的影响，因此根据该式计算得到的I综值是年平均大气污染综合指数。