土壤反射率是连接地表物理过程与遥感观测的重要桥梁，是实现土壤水分反演与地表参数定量估算的关键基础。然而，现有土壤辐射传输模型通常分别针对干土或湿土构建，且普遍忽略反射方向性效应，难以统一刻画不同含水状态下土壤在光谱与角度维度的耦合变化特征，制约了多角度遥感数据的高精度应用。针对上述问题，我校科研团队提出了一种统一的多角度高光谱土壤辐射传输模型（HBiM2）。该模型以辐射传输机理为基础，将Hapke模型与BSM模型耦合用于描述干土的光谱与方向特性，并在MARMIT-2模型框架中引入观测几何效应，构建湿土水膜层的多路径辐射传输过程，实现了干湿土壤反射率在统一物理框架下的协同表达。研究基于多源实验数据（涵盖不同土壤质地、粒径及含水条件）开展系统验证。结果表明：HBiM2模型在400-2400 nm光谱范围及多种观测几何条件下均具有较高模拟精度（R² > 0.95，RMSE < 0.02），显著优于传统模型。同时，研究揭示了土壤反射率由“水分状态—颗粒结构—观测几何”共同控制的耦合机制，明确了角度效应在湿土建模中的关键作用，为多角度遥感数据的定量反演提供了重要理论支撑。
相关成果以“HBiM2: A multi-angle hyperspectral soil radiative transfer model for simulating the reflectance of dry and wet soils”为题发表在国际遥感领域权威期刊《Remote Sensing of Environment》。
该研究以福建师范大学为第一完成单位，丁安心老师为第一作者，陈镜明院士为通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金（42301363）及遥感与数字地球全国重点实验室开放基金（OFSLRSS202412）等项目资助。
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。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.rse.2026.115381.
（地理科学学院、碳中和未来技术学院）