下图中展示了面向大尺度环境遥感感知平台的基本构成和工作原理。本平台由三个子平台组成：
实验室土壤重金属含量检测平台；
便携式多功能光谱仪；
无人机高光谱遥感平台。
实验室土壤重金属含量检测平台：分析采集到的土壤样本中重金属和有机元素含量，其特点是能够以极高精度测量多种元素的含量。
便携式多功能光谱仪包括便携式环境感知光谱仪与便携式地物光谱仪：实地测量地物光谱信息和重金属含量。其特点是光谱曲线分辨率极高，覆盖的波长更大；重金属含量测量速度快，但精度不如实验室测量平台。
无人机高光谱遥感平台：利用航测的方式获取地物光谱信息。其特点是空间覆盖大，速度快，人力物力成本低，获取的光谱信息的光谱分辨率和光谱范围都不如地面测量的光谱库好。
通过特征点上测得的地物光谱库为桥梁，一方面建立重金属及有机元素含量与地物光谱库的关系，另一方面完成机载和地面光谱的匹配，从而实现土壤污染的遥感监测。
除了上述的协同工作模式，三个子平台还可以单独工作。例如，利用无人机高光谱遥感平台和便携式多功能光谱仪可以执行其他目的的遥感监测（生态、农业和地质等）；利用便携式多功能光谱仪和卫星遥感数据可以进行更大反演的遥感应用；利用无人机高光谱遥感平台可以进行多种应急监测任务；利用实验室土壤重金属含量检测平台可以进行传统的土壤污染制图。
