異なる表面の特徴は、太陽の電磁放射をさまざまな方法で反射し、吸収します。 物体の反射率特性は、材料とその物理的および化学的状態、表面粗さ、および太陽光の角度に依存する。 材料の反射率は、電磁エネルギーの波長によっても変化します。 表面からの反射率の量は、波長の関数として測定することができ、これは分光反射率と呼ばれる。 分光反射率は、表面が特定の波長でどのくらいのエネルギー（パーセントとして）を反射するかの尺度です。 多くの表面は、スペクトルの異なる部分で異なる量のエネルギーを反射する。 これらの反射率の違いは、それらの分光反射率シグネチャを分析することによって、異なる地球表面の特徴または材料を識別することを可能にす 分光反射率曲線は、物体の反射率（パーセント）を波長の関数としてグラフ化します。

地球表面の特徴の分光反射率

植生

一般に、健康な植生は、可視領域における電磁エネルギーの非常に良好な吸収体である。 クロロフィルは0.45（青）と0.67μ m（赤）の周りの波長で光を強く吸収し、緑色の光に強く反射するので、私たちの目は健康な植生を緑色として認識します。 健康な植物は0.7と1.3μ mの間の近赤外で高い反射率を持っています。 これは主に植物の葉の健康な内部構造によるものです。 この内部構造は、異なる植物種の間で変化するので、近赤外波長は、異なる植物種の間で識別するために使用することができる。

水

その液体状態では、水は比較的低い反射率を有し、透明な水はスペクトルの可視部分の青色部分で最大の反射率を有する。

水

その液体状態では、水は比較的低い反射率を有する。 水に近い赤外線波長の範囲でそして向こう高い吸収そして事実上反射率がありません。 濁った水は、透明な水よりも可視領域で高い反射率を有する。 これは高いクロロフィルの集中を含んでいる水にまた本当である。

氷と雪

氷と雪は、一般的にすべての可視波長にわたって高い反射率を持っているため、明るい白色の外観をしています。

氷と雪 近赤外部では反射率が低下し、SWIR（短波赤外）では非常に低い反射率があります。 SWIRにおける氷と雪の低い反射は、それらの微視的な液体水分content有量に関連している。 雪や氷の反射率は、不純物や結晶粒の大きさを含む材料の実際の組成によって異なります。

裸の氷河の氷、粗粒の雪、および細粒の雪の分光反射率曲線。 地球周回衛星上の選択されたセンサーのスペクトルバンドは灰色で示されています。 灰色のボックス内の数字は、各センサーの関連するバンド番号を示しています。 Image Credit:USGS

土壌

裸の土壌は一般的に反射率が高く、近赤外および短波赤外線では反射率が高くなります。 土壌の反射率に影響を与える要因のいくつかは次のとおりです:

• 水分content有量
• 土壌テクスチャ（砂、シルト、粘土の割合）
• 表面roughnessさ
• 酸化鉄の存在
• 有機物content有量

分光反射率の測定

物体または表面の分光反射率パター反射率測定は分野の分光計を使用して実験室で、分野のなされるか、または航空機および衛星に取付けられるそれらを含む他の遠隔センサーによっ

USGSスペクトルライブラリのフィールド分光反射率測定のコレクション。 Image Credit:USGS

反射率曲線の詳細レベル（収集されたデータポイントの数）は、センサーのスペクトル分解能に依存します。 実験室および現場分光計は、通常、何百ものデータポイントを収集し、何百もの波長での材料の反射率を測定します。 Landsat8OLI(Operational Land Imager)は400から2500ナノメートル間の9つのバンド(か特定の波長)でだけ反射率を測定するが、空輸の可視/赤外線イメージ投射分光計(AVIRIS)のような高度のhyperspectralセンサーは同じwavelegnthの範囲の224のバンドを測定する。

異なるスペクトル分解能を持つ四つのセンサー（Landsat TM、MODIS、AVIRISおよび実験室センサー）からのアル 画像クレジット: USGS

上の画像では、Landsat Thematic Mapper（TM）は、鉱物に典型的な吸収を検出するのに十分な分解能ではない可視-短波赤外スペクトルにのみ六つのバンドを持っています。 しかしAVIRISにいろいろ鉱物および他の混合物で見つけられる多くの共通の吸収バンドを解決する十分なスペクトル範囲および決断があります。

米国地質調査所デジタルスペクトルライブラリ

米国の目的 地質調査（USGS）スペクトルライブラリは、自然界で遭遇する可能性があり、リモートセンシングデータで区別する必要がある鉱物や他の材料の参照スペク スペクトルライブラリは、ENVIを含む市販のスペクトル画像処理ソフトウェアパッケージにキーリファレンスライブラリとして含まれています。

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インタラクティブな分光反射率グラフ

一般的な表面材料のスペクトルプロファイルを見て、下のイ USGSスペクトルライブラリからのデータ。

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