通过系统分析绿色植被在紫外可见波段光谱的产生机理, 得出绿峰和红边是由叶绿素产生的。 从叶绿素的结构上看, 它属于卟啉类化合物, 为了进一步探究红边产生的机理, 合成了四苯基卟啉、 四(4-甲氧基苯基)卟啉、 四(4-磺酸钠苯基)卟啉、 四吡啶基卟啉、 四甲基卟啉、 四(4-甲氧基苯基)卟啉合锌和四(4-甲氧基苯基)卟啉合铜, 并采用紫外可见光谱、 红外及核磁进行表征。 通过对其紫外可见光谱的系统分析, 提出“红边”不仅限于叶绿素, 而是卟啉类化合物特有的光谱特征, 红边是由卟啉环a2u(π)-eg(π*) 跃迁产生的Q带所致。 其位置不仅与卟啉的浓度相关, 与卟啉化合物外侧取代基类型也有关系, 金属卟啉对红边的位置影响较大。

通过对绿色植被近红外区反射光谱的系统分析，充分证明O-H决定植被在1450 nm和1940 nm附近的光谱特征，在此基础上，设计并制备了4种层间含O-H的新型光谱模拟材料Mg-Al-X-LDH (X为NO3-、Cl-、CO32-、SO42-)，并对其进行了X射线衍射、红外光谱、热重分析及拉曼光谱表征。依据光谱相关系数和光谱角度匹配模型计算，4种层状双金属氢氧化物（LDH）与植物叶片近红外反射光谱两种计算模型的相似度分别超过0.9600和0.9700；以Mg-Al-Cl-LDH为模拟材料，初步与聚氨酯复合，制备了与植被在近红外区光谱高度相似的涂层，两种计算模型的相似度分别达到0.9702和0.9924；Mg-Al-Cl-LDH在紫外可见光区的高度透明性，有利于各个波段光谱材料的复合；经180 ℃高温处理前后的Mg-Al-Cl-LDH，两种计算模型的相似度依然能达到0.9888和0.9959，说明Mg-Al-LDH有良好的热稳定性，不易失水。

用高吸水材料、干叶粉、铬绿为原料，以新鲜植物叶片的反射光谱特征为模拟参照依据，设计了一种类植物光谱特征的填料，并将其加入到聚氨酯基体中制备成涂层。在较宽波长范围内对该涂层的反射光谱进行了研究，并用SEM 对涂层的微观形貌进行了表征。实验结果表明，该涂层在400～2500 nm 波段与植物叶片的反射光谱特征相一致，其相关系数达到0.9601，实现了对植物叶片反射光谱的高相似度模拟。