作物的長勢情況通過其生理特征體現(xiàn)，而生理特征又決定了作物對光吸收、透射和反射的變化，由此可以根據(jù)光譜的差異監(jiān)測作物的生長狀況。植株水分、礦物質含量、葉綠素濃度和葉面積指數(shù)等這些反映作物生長狀況的主要生理生化參數(shù)，在作物不同的生長階段均有差異。綠色植物對光譜的反射特征，可見光波段受葉綠素等各種色素影響，有強的吸收帶;近紅外波段由葉片水分狀況起作用，有強的反射峰。利用遙感可以估算作物的覆蓋度和葉面積指數(shù)，而植被指數(shù)與作物分布密度呈線性相關關系，其大小由作物的覆蓋度和葉面積指數(shù)等參數(shù)決定，因而高光譜遙感可以利用植被指數(shù)進行作物長勢監(jiān)測分析。

  金秀良等建立了棉花生物量和葉面積指數(shù)光譜估算模型，選取的所有植被指數(shù)與棉花葉面積指數(shù)和生物量相關性均達到極顯著水平，利用光譜特征參數(shù)實現(xiàn)了對棉花整個生育期的長勢變化有效監(jiān)測。李衛(wèi)國等利用衛(wèi)星影像信息結合地面試驗數(shù)據(jù)，分析了小麥拔節(jié)期葉面積指數(shù)、生物量以及植株氮素含量3個群體質量指標與植被指數(shù)之間的關系，建立了基于歸一化植被指數(shù)、比值植被指數(shù)的小麥群體質量指標監(jiān)測模型，結果顯示模型具有較好的監(jiān)測性和通用性，于是研發(fā)了葉面積測定儀。
  高光譜遙感技術對植被葉綠素含量的監(jiān)測從葉片級別發(fā)展到冠層級別，光譜植被指數(shù)需要進行修正。建立反射特征光譜與葉綠素含量間的關系，將有助于便攜式光譜儀的研發(fā)及其性能的改進，并為衛(wèi)星遙感監(jiān)測植被葉綠素含量的變化提供依據(jù)。李歡通過實驗室測量與田間觀測試驗，用手持式野外地物光譜儀獲得了柑桔在新梢萌發(fā)生長期、開花坐果期、果實膨大成熟期和花芽分化期等物候期的冠層反射光譜特征，對光譜反射率、微分光譜與葉綠素含量進行了相關分析。張金恒等對水稻葉片吸收、透射和反射光譜曲線及一階導數(shù)光譜曲線進行了比較，利用回歸分析發(fā)現(xiàn)了估測葉綠素a和葉綠素b含量的光譜透射率線性模型實際發(fā)生波段位置。

  除了用于農作物生長監(jiān)測外，高光譜遙感在土地資源調查等方面也有很重要的應用。在濕地研究中，高光譜遙感技術用于植被群落精細分類、濕地水體信息提取、湖泊邊界劃分等。在地質找礦和礦山廢棄物監(jiān)測方面，一方面可以根據(jù)不同礦物電磁反射光譜特征的不同，來分辨不同的礦物和巖性，指導區(qū)域性找礦工作; 另一方面，高光譜遙感影像可以快速準確地顯示地質環(huán)境的變化，如泥石流、崩塌、滑坡等，為礦山資源綜合調查和環(huán)境監(jiān)測評價提供科學依據(jù)。