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高光谱遥感成像可获取目标在可见光-近红外(Vis-NIR)波段(380-2500nm)连续的光谱曲线,根据目标与背景之间的光谱差异来识别目标。因此,要有效对抗高光谱侦查,需要做到目标与背景“同色同谱”。植被环境是目标常处的背景之一,研究模拟植物光谱的材料对于提高目标的隐身能力意义显著。本研究从被子植物叶片的结构与组成出发,研究了不同植物叶片反射光谱特征,分析论证了树叶结构组成与光谱特征间的关系,在此基础上,设计开发了两种仿植物叶片光谱特征材料,考察了影响其光谱特征的因素,具体研究内容如下:1、研究了广玉兰、桃树、晚樱、女贞、紫珠、红果冬青、竹、西府海棠、石楠、桂花10种常见被子植物树叶的Vis-NIR反射光谱,结果表明不同植物新鲜绿叶反射光谱均具有绿峰、红边、近红外高原和水分吸收谷四个特征。分析新鲜绿叶、新鲜黄叶、烘干叶片、干枯叶片、去除叶绿素叶片等不同健康程度叶片的反射光谱特征,发现新鲜绿叶中的叶绿素是形成绿峰和红边的决定性因素,健康完整的叶肉组织是形成近红外高原的决定性因素,树叶中的水分是形成水分吸收谷特性的关键因素。2、采用三维多孔结构的聚氨酯发泡材料作为仿生多孔基材(BPS)模拟植物叶肉组织,采用吸收红光的涂料或还原染料模拟叶绿素,设计制备了一种仿植物叶片光谱特征聚氨酯材料(PU-SSM),并将其与腈纶复合制备了仿植物叶片光谱特征复合织物。通过改变发泡剂用量调节BPS孔洞结构,研究BPS孔洞结构和近红外高原特性之间的关系,结果表明当发泡剂用量为1.0-2.0份时,所制备的BPS密度小于0.1g/cm~3,开放孔隙率大于90%时,可以形成完整的近红外高原;探究叶绿素铜钠对可见光区绿峰和红边的影响,发现叶绿素铜钠可以调节PU-SSM反射光谱中绿峰位置和红边斜率;研究PU-SSM水含量对水分吸收谷强度的影响,发现当PU-SSM含水量为100%-120%时,其水分吸收谷强度与天然树叶一致。同时,对PU-SSM的形貌、润湿性能、光谱模拟性能和热红外性能进行了表征,结果表明PU-SSM与天然树叶的光谱相关系数达到了0.983,且对不同树叶的光谱模拟具有普适性。此外,热红外图像表明PU-SSM可以很好的融合在背景之中,并且24h内与天然树叶的平均辐射温差仅为0.25℃,可以用于模拟树叶的热红外性能。将PU-SSM与腈纶复合后的仿植物叶片光谱特征复合织物的断裂强力为748N,在室外环境中放置后72h后其绿峰形状减弱,耐久性较差,并且在PU-SSM在应用过程中需要补充水分。3、为解决保水性问题,设计制备了一种仿植物叶片光谱特征聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶材料(PHEMA-SSM),并利用薄膜的阻隔性能和其在可见光-近红外区的高透明性,对PHEMA-SSM进行封装以提高其保水性和耐久性。利用涂料对红光的吸收模拟树叶反射光谱中的绿峰和红边,研究了涂料用量对PHEMA-SSM反射光谱的影响;并利用锐钛晶型纳米二氧化钛的散射性能提高近红外高原区反射率,研究了纳米二氧化钛用量对近红外高原的影响。结果表明当涂料用量为4%,纳米二氧化钛用量为0.01%时,所制备的PHEMA-SSM与天然树叶的光谱相关系数高达0.972。采用透明薄膜对PHEMA-SSM进行真空封装以提高其保水性,研究了封装薄膜的选择依据,结果表明聚乙烯/聚酰胺(PE/PA)和聚苯乙烯/氯化聚乙烯(PET/CPE)封装薄膜对PHEMA-SSM的反射光谱影响较小,封装后的PHEMA-SSM在室外自然环境中放置三十天后仍然具有天然树叶的四个光谱特征,并且封装后的PHEMA-SSM的断裂强力提高了39倍。