土壤反射率是地表遥感信息的重要来源,其变化受土壤水分、颗粒结构及观测几何等多因素共同影响,是实现土壤参数反演的重要基础。然而,现有模型多针对干土或湿土分别建立,且对土壤反射方向性考虑不足,限制了模型在复杂地表条件下的应用能力。针对这一问题,我院科研团队提出了统一的多角度高光谱土壤辐射传输模型(HBiM2)。该模型在同一物理框架下耦合干土与湿土建模机制,通过引入水膜层方向性辐射传输过程,实现了土壤反射率在光谱与角度维度上的统一描述。研究系统分析了关键物理参数对土壤反射特性的影响,揭示了土壤水分、结构与观测几何之间的协同作用机制。实验结果表明,HBiM2模型在多种土壤类型、粒径及含水条件下均表现出较高精度和良好的稳定性,显著提升了土壤反射率模拟能力。该成果为多角度遥感数据在土壤水分反演与地表参数估算中的应用提供了新的理论基础和技术支撑。
研究成果以“HBiM2: A multi-angle hyperspectral soil radiative transfer model for simulating the reflectance of dry and wet soils”为题发表在《Remote Sensing of Environment》。该论文以福建师范大学为第一署名单位,第一作者为丁安心老师,通讯作者为陈镜明院士,研究得到国家自然科学基金(42301363)和遥感与数字地球全国重点实验室开放基金(OFSLRSS202412)项目资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.rse.2026.115381.

图为不同模型在0.4-2.4 μm光谱范围内的土壤反射率拟合精度对比。黑色、红色和蓝色分别表示BM2、BiM2和HBiM2模型。图中展示了三种模型在可见光至短波红外波段内对土壤反射率的拟合效果,对比评估了模型在光谱范围内的表现差异及HBiM2模型的改进优势。
