随着深空探测战略的稳步推进,月球和火星已成为我国空间探测的重要研究对象。同时近期发布的《国土资源“十三五”科技创新发展规划》中提出,积极推进行星地质研究,开展火星和月球试验场建设研究、“地-月-火星”对比研究；组织月球与火星地质编图等内容。这将进一步推进我国深空探测与行星科学的发展。我国第一颗自主绕月卫星嫦娥一号搭载的干涉成像光谱仪(Interference Imaging Spectrometer, IIM)获取了大量月球高光谱数据。虽然已有研究对ⅡM数据开展了数据处理和应用研究,但ⅡM数据预处理过程仍存在问题,主要有坏点噪声未能得到较好地去除,利用月壤样品定标的反射率产品与月球表面实际情况相差较大,交叉定标过程采用的参考地基望远镜数据过少,不足以代表月球表面复杂多样的地物类型,处理后的ⅡM反射率数据在拼接过程中边界明显,光度均一性差。沙尘是火星大气气溶胶重要组成部分,其空间分布影响着火星大气的热力平衡。搭载于Mars Reconnaissance Orbiter上的Mars Climate Sounder (MCS)发现了火星沙尘在大气行星边界层之上存在明显的悬浮特征。在春夏季,该悬浮层夜间高度维持在约20km高空处；在秋冬季,悬浮层夜间高度变化较为剧烈,变化幅度可达20km。MCS观测发现的火星大气沙尘悬浮层在之前的观测和研究中均未被发现,这一大尺度广泛存在的悬浮层形成机制尚不清楚。针对上述内容,本论文开展了相关的科学研究,并取得一定进展与突破。主要研究结果与结论如下：(1)为了去除ⅡM数据中坏点噪声,本文提出了一种基于光谱角和欧式距离的坏点检测与修正算法,经过目视和与其它研究对比分析发现,新方法可以较好地去除ⅡM数据中的坏点,坏点识别准确,误判率低；为了改进ⅡM反射率定标,本文提出一种新的ⅡM数据在轨定标方式,通过建立四类光度模型对ⅡM数据进行光度校正,获得月表真实反射率产品,研究结果表明新的ⅡM反射率产品光度均一性得到显著改善,相邻影像边界问题被很好地去除,同时摆脱了以月壤样品反射率为参考的定标方法导致的ⅡM反射率过高问题；本文还通过引入更多精度较高、代表地物类型更多的地基望远镜数据进行ⅡM高光谱数据交叉定标研究以修正ⅡM数据在近红外波段反射率过低的问题。(2)本文对经过预处理的ⅡM数据开展了FeO反演最优波段选择的研究,通过设置对比实验,研究发现对于ⅡM数据来说,经过交叉定标的891 nm波段是最适合月球FeO反演的近红外波段；基于此,本文利用ⅡM数据反演了全月FeO丰度,研究结果发现本文反演结果与Clementine反演结果整体趋势一致,月海FeO丰度较高,高地较低,本文反演的FeO丰度在月海地区比Clementine反演FeO丰度略低,在高地地区比Clementine反演结果略高。(3)为了能够在GCM中模拟MCS观测的火星大气沙尘悬浮层,本文在LMDMars GCM中设计并实施了“火箭”沙尘暴物理参数化过程,研究结果表明,在火星秋冬季节,在添加“火箭”沙尘暴物理参数化后,GCM具备了模拟沙尘悬浮层的能力,且模式模拟的沙尘悬浮层的形成和演化均与MCS观测相吻合；研究结果还发现沙尘暴对流导致悬浮层高度在垂直方向上剧烈变化,该变化与观测相符。因此,在全球尺度上,“火箭”沙尘暴是火星秋冬季沙尘悬浮层形成机制之一；研究结果还发现,仅考虑“火箭”沙尘暴过程,模式无法模拟出火星春夏季沙尘悬浮层结构；(4)为继续探究火星大气沙尘悬浮层在春夏季形成原因,本文在LMD MarsGCM中设计并实施了日间坡度风效应物理参数化过程,研究结果表明,在日间坡度风的作用下,GCM可以重现春夏季沙尘悬浮层结构,模式模拟的悬浮层高度和变化趋势与MCS观测具有可比性,因此说明坡度风是春夏季MCS观测的大气沙尘悬浮层的主要形成原因。模拟发现坡度风作用下形成的沙尘悬浮层高度在垂直方向上变化小,说明坡度风产生的对流比“火箭”沙尘暴产生的对流要弱。