植被覆盖区由于植被的屏蔽效应,遥感技术难以发挥应有的作用。通过高光谱遥感技术结合植物地球化学分析,利用植物受重金属胁迫导致的植物波谱变异特征,获得植被覆盖下土壤及岩石的元素含量特征,能为高植被覆盖区高光谱遥感矿化异常信息提取、环境地球化学异常监测评价提供理论和技术支撑。本文选择云南省马厂箐铜钼多金属矿为研究区,以矿区优势植物(马尾松、云南松)为研究对象,将实验研究、数学模拟相结合,对铜及伴生重金属元素组合生物地球化学效应和精细波谱响应特征进行了深入研究和定量分析,探索铜矿(化)区地球化学异常→ 生物地球化学效应→ 植物波谱变异特征的对应关系,建立与铜及伴生重金属元素异常相关的高光谱生物地球化学异常信息识别模型。同时,采用PROSPECT+SAIL模型模拟马尾松的冠层波谱,提取植被冠层波谱的NDVI1、VOG、MSR705、ChlNDI、RVSI、PSRI植被指数并与相关性较好的Cd、Cu、Mo、Pb四种元素含量建立多元回归模型;结合HJ-1A遥感影像实现对马厂箐铜钼矿区植被覆盖区域的重金属元素含量及空间分布的定量反演,并利用矿区1:20万化探数据评价该模型对植物地球化学异常特征的反演效果。论文取得如下认识:(1)矿区土壤中多数重金属元素含量均高于国家土壤背景值和矿区背景值,尤其是Cu、Mo、Ni和Cr。土壤中Cd、Cu、Mo、Pb与松树叶片中对应的重金属元素含量呈显著正相关,矿区内生长的松树叶片中重金属元素含量能从一定程度上指示土壤中重金属含量的高低。(2)矿区内两种松树除了对Cd有一定程度的富集之外,对其它重金属元素均无富集作用。对Mo、As、Cd、Cu、Pb等元素的转移系数大于1,从地下部分(根)到地上部分(茎和叶)的转移能力较强,大部分重金属元素在叶中积累。(3)异常区松树的叶绿素合成受到抑制,与Cd、Cu、Pb元素含量呈现较强的负相关性。马尾松和云南松在400-1000 nm的波谱特征表明,在重金属胁迫下,两种植物波谱都发生了不同程度的红边“蓝移”,红边面积减小。(4)PROSPECT模型可以有效模拟马尾松叶片波谱反射率和透射率,模拟结果与实测波谱差异很小,均方根误差介于0.046-0.213。利用PROSPECT+SAIL模型模拟出马尾松的冠层波谱反射率在400-750nm波段低于叶片实测波谱,在750-1000nm波段高于叶片实测波谱值。(5)根据冠层波谱与叶片中Cd、Cu、Mo、Pb 4种重金属含量的相关性,选择了NDVI1、VOG、MSR705、ChlNDI、RVSI、PSRI 6种植被指数,构建马尾松冠层波谱的植被指数与叶片重金属元素反演模型,结合HJ-1A遥感影像提取马厂箐矿区植物地球化学异常信息,植被异常提取结果与前人勘测的综合异常化探图有较好的吻合性。