森林作为生物圈的主体，在地球系统中对水循环，碳循环和能量循环的平衡都起着重要的作用，森林是重要的自然资源也是大量动物的栖居地。然而现在森林的毁坏日益严重，因此森林的保护、调查和研究受到全世界的广泛关注。近年来，随着遥感技术应用日益深入和成熟，遥感技术在森林生态中的应用取得很大的成绩，尤其是微波遥感。 微波遥感定量化研究是微波遥感的发展方向。当然微波遥感的定量化研究是相当复杂和困难的，这要求我们对电磁波在复杂介质中的散射有较为深刻的理解，这样才能建立起雷达与森林相互作用的散射模型，这种原理模型对于我们深刻认识雷达遥感图像是相当重要的。目前已经建立起来的微波散射模型大部分被用于森林植被雷达后向散射系数分析，较少模型能用于森林植被SAR干涉测量研究，即便是目前能用于森林植被SAR干涉测量应用分析的模型也存在一些问题。本研究就是在这一背景下进行的。 本文的主要研究内容为： 1.利用森林动态生长模型模拟林分结构组成，提取森林生长于某阶段时的生物物理参数(DBH，树高和冠幅等信息)。 2.利用分形树模型模拟单棵树的虚拟三维几何结构，并通过OpenGL显示同时记录树中各个散射体(树干，树枝和树叶)的位置和方向信息。 3.联合森林动态生长模型和分形树模型模拟森林三维空间虚拟场景并记录场景中每个散射体(树干，树枝和树叶)的位置和方向信息。 4.建立一个基于空间虚拟场景的森林冠层雷达相干散射模型和SAR干涉测量像元散射相位中心高度获取模型。 5.将森林动态生长模型和分形树模型联合模拟的输出结果输入到森林冠层雷达相干散射模型中进行后向散射模拟。 6.雷达相干模型经过验证是有效的。并利用雷达相干散射模型进行植被参数敏感性分析，并进一步模拟了高分辨率图像(植被后向散射系数图像和散射相位中心高度图像)。 本论文的主要创新成果有： 1) 本文利用森林生长模型ZELIG和分形树模型L系统联合输出一个森林群落的三维几何结构，并在此基础之上建立了雷达相干散射模型，此模型充分考虑了森林生态结构特征。 2) 建立的三维森林冠层雷达相干散射模型充分考虑了一个像元内散射体之间的相干作用，并且充分考虑的森林结构对后回散射的影响，即在求取每个散射体的入射等效场时，模型视森林的空间结构在水平和垂直方向都为各向异性。 3) 三维森林雷达相干散射模型的建立参考了SAR测量几何系统。 4) 利用已建立的三维森林雷达相干散射模型模拟了SAR干涉测量信号，并通过一个避免相位整周数获取的算法从模拟的相位信息中提取出像元散射相位中心高度。 5) 利用雷达相干散射模型和散射相位中心高度获取模型分析了森林植被结构变化对雷达后向散射信号的影响，发现场景中存在较大的空隙时其散射相位中心高度较低。