通过地物反射波谱曲线的不同辨别地物是遥感识别地物性质的基本原理。不同性质的地物，或相同属性的地物在其成分、颜色、表面结构和含水性（率）等不同时，其反射波谱特性也不同，构成反射波谱曲线的差异。遥感探测即是根据获取和记录不同地物不同波段的反射电磁波信息，通过分析其差异性，来识别地物属性的。

地物的反射波谱有如下特征：①不同的地物在不同波段反射率存在差异（如雪地、小麦地的波谱曲线）；②相同地物波谱曲线有相似性，但是也存在差异性（如患虫害的小麦与正常小麦的波谱曲线）；③地物波谱特征具有事件性和空间性（不同时间与空间波谱特征不同）。

地物波谱特征是在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：

到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量

一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波透射能力较强，特别是对0.45～0.56微米的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10～20米，清澈水体可达100米的深度。对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5厘米的电磁波却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。

不同地物对入射电磁波的反射能力是不一样的，通常采用反射率来表示。当电磁辐射能到达两种不同介质的分界面时，入射能量的一部分或全部返回原来介质的现象，称为反射。反射的特征可以通过反射率来表示，它是波长的函数，故称为波谱反射率。反射率不仅是波长的函数，同时也是入射角，物体的电学性质（电导、介电、磁学性质）以及表面粗糙度、质地等的函数。当入射电磁波波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，在黑白遥感影像上呈现的色调就浅。反之，反射入射光的能力弱的地物，反射率小，在黑白遥感影像上呈现的色调就深。在遥感影像上色调的差异是判读遥感影像的重要标志。典型地物的波谱曲线如图1所示。

图1 典型地物的波谱曲线

图2 雪、沙漠、湿地和小麦反射波谱曲线

不同地物的反射波谱曲线不同，从图2可以看出：0.4～0.5微米波段可以把雪和其他地物区分开；0.5～0.6微米波段可以把沙漠和小麦、湿地区分开；0.7～0.9微米波段可以把小麦和湿地区分开。

植物的反射波谱曲线如图3所示。

图3 植物的反射波谱曲线

可见光波段0.4～0.76微米有一个反射峰值，大约0.55微米（绿）处，两侧0.45微米（蓝）和0.67微米（红）则有两个吸收带；近红外波段0.7～0.8微米有一反射陡坡，至1.1微米附近有一峰值，形成植被独有特征；中红外波段1.3～2.5微米受植物含水量影响，吸收率大增，反射率大大下降。

3种土壤的反射波谱曲线如图4所示。

图4 3种土壤的反射波谱曲线

自然状态下，土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来说，土质越细反射率越高。有机质和含水量越高反射率越低，土类与肥力也对土壤反射率有影响。但由于其波谱曲线较平滑，所以在不同波谱段的遥感影像上土壤亮度区别并不明显。

具有不同叶绿素浓度的海水的波谱曲线如图5所示。

图5 具有不同叶绿素浓度的海水的波谱曲线

水体反射率较低，小于10%，远低于大多数的其他地物，水体在蓝绿波段有较强反射，在其他可见光波段吸收都很强。纯净水在蓝光波段最高，随波长增加反射率降低。在近红外波段反射率为0；含叶绿素的清水反射率峰值在绿光段，水中叶绿素越多则峰值越高。这一特征可监测和估算水藻浓度。而浑浊水、泥沙水反射率高于以上，峰值出现在黄红区。

几种岩石的反射波谱曲线如图6所示。

图6 几种岩石的反射波谱曲线

岩石反射曲线无统一特征，矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑度、色泽都有影响。例如：浅色矿物与暗色矿物对其影响较大，浅色矿物反射率高，暗色矿物反射率低。自然界岩石多被植被、土壤覆盖，所以与其覆盖物也有关。