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。随着全球变化和碳循环研究的日益深入，迫切需要大范围更为细致的森林参数，特别是森林生物量的变化。全球森林生物量的估算也是生态学研究和生物地球化学循环研究的关键问题。　　 二十多年的研究表明，遥感是一种获取大范围森林植被信息的有效工具。由于光学传感器受天气以及穿透能力的影响，在多云多雾、日照时间短的地区，雷达遥感具有光学遥感不可替代的优势。定量遥感研究是遥感研究的发展方向。然而微波遥感的定量化研究是相当困难的，它需要深刻理解森林组成部分对雷达后向散射的影响。目前的研究表明雷达后向散射系数与森林生物量之间存在一定的相关性。但当生物量达到一定水平后，便会出现信号的饱和，这是制约微波遥感定量提取森林参数的一个重要障碍。越来越多的研究表明饱和点的出现与森林空间结构的影响有关，因此需要加强森林空间结构对雷达后向散射影响的理解，提高微波遥感定量化反演森林参数的能力。本文围绕着森林生物量反演这一目标，深入研究了基于模型与L波段PALSAR FBD(Fine Beam DoublePolarisation)雷达数据的森林生物量反演问题。首先对现有的森林雷达后向散射模型进行了改进与发展，然后联合森林动态生长模型与三维森林雷达后向散射模型尝试了基于森林雷达后向散射模拟数据库的森林生物量反演，最后分析了PALSAR InSAR数据与树高的相关性。本文的主要研究内容与创新点包含以下几个方面：　　 (1)将Matrix-Doubling方法引入到三维森林雷达后向散射模型中以提高模型对交叉极化估算的准确性。通过模拟分析及与实测数据对比表明，达到了预期的效果。　　 (2)根据目前雷达遥感的发展趋势，针对目前理论模型计算效率较低的问题，本文在三维森林雷达后向散射模型的基础上发展了较为简化的相干森林雷达后向散射模型，模拟结果表明该模型抓住了森林结构动态变化对冠层散射相位中心高度影响的特征。　　 (3)在总结现有研究工作的基础上提出了两步雷达图像地形辐射纠正方法，首先采用Ulander[1]提出的地形纠正因子纠正像元散射面积对雷达图像定标的影响，然后使用Sun[2]提出的纠正公式纠正地形对雷达后向散射机制的影响，结果表明经过这两步处理，地形影响可以得到有效的去除。　　 (4)联合使用森林动态生长模型(zelig)和三维森林雷达后向散射模型建立了森林雷达后向散射模拟数据库。尝试了基于森林雷达后向散射模拟数据库的森林生物量反演。由于在雷达数据的地形纠正过程中没有详细地考虑不同森林条件下地形对雷达后向散射机制影响的不同，同时模拟数据库可以考虑地形的影响，因此对散射机制纠正前后的数据都进行了反演。本研究尝试了基于模拟数据库的四种反演方法，即统计回归方法，基于最近距离规则的查找表方法、基于距离阈值与平均值的查找表方法和基于距离阈值与回归关系的查找表方法。模拟数据的反演结果表明，基于距离阈值的查找表方法比基于最近距离的查找表方法反演的精度高。同时发现，全极化数据使用或树高信息的引入可以有效地改善反演精度。使用PALSAR FBD数据进行反演的结果表明，无论是否进行散射机制纠正，统计回归方法和基于最近距离的查找表方法都会低估生物量水平。对于经过散射机制纠正的雷达数据，基于距离阈值与回归关系的查找表方法得到的结果与林相图数据最为接近，误差为-3.24吨/公顷，而对于未经散射机制纠正的雷达数据，基于距离阈值与平均值的查找表方法得到的结果与林相图数据最为接近，误差为-5.54吨/公顷。使用样点数据的反演结果表明，将树高作为辅助信息可以明显提高森林生物量反演的精度。　　 (5)大气影响是制约干涉雷达数据应用的关键问题之一，本研究针对利用干涉数据进行DEM重建的问题，在总结已有研究工作的基础上提出了一种基于差分干涉相位图低通滤波的大气影响去除方法。　　 (6)分析了雷达干涉数据集(雷达后向散射系数、干涉相干系数以及C与L波段的散射相位中心高度差)与树高的关系，结果发现，它们与树高的关系均表现出两段函数的关系，雷达后向散射系数与幼林的树高具有较好的相关性；C与L波段的散射相位中心高度差和中龄林、成熟林的树高具有很好的正相关关系；干涉相干系数与幼林的树高呈现明显的负相关性，与中龄林和成熟林的树高具有明显的正相关性。