不规则褶皱表面目标的光谱散射特性研究，在目标探测、识别、遥感、表面特征诊断等领域具有重要的学术意义和广泛的应用价值。论文将三维重建理论和目标粗糙表面光散射特性研究相结合，重建了不规则褶皱表面目标的三维模型并研究了目标在复杂背景环境中的光谱散射特性，计算了覆盖车衣汽车和空间褶皱表面卫星的光谱散射亮度分布并分析了影响因素。主要工作成果如下：1.基于目标样片的粗糙度参数和0.5μm~1.5μm波段上的镜反射率谱测量数据，采用Kramers-Kronig(K-K)方法反演了0.5μm~1.5μm波段的复折射率和复介电常数，并外推获得了近红外波段目标样片的复介电常数；结合粗糙面双向反射分布函数(BRDF)模型，获得了样片在0.5μm~2.5μm波段的BRDF。2.在五参数半经验BRDF模型的基础上提出了一个六参数BRDF模型。该模型形式简单，拟合效果良好，并且满足能量守恒和互易性定理。与五参数半经验BRDF模型相比，该模型对弱散射特性材料的BRDF拟合效果更好。3.导出了非朗伯面目标对复杂天地背景光谱辐射的散射亮度空间分布公式。利用Modtran软件计算了太阳辐射的光谱照度和海天背景辐射的光谱亮度，结合目标样片的光谱BRDF，数值计算了朗伯和非朗伯面、水平和竖直姿态目标，在0.4~0.76μm、3~5μm和8~12μm波段的光谱散射亮度空间分布，分析了影响因素。4.根据三维重建理论对褶皱表面目标的几何形状进行了三维建模。基于六个角度的图像，通过特征提取和匹配、射影结构重建、摄像机自标定和欧式重建得到了褶皱表面的三维点云。以图像匹配点作为节点利用Delaunay三角剖分法结合可见性原理，提取了目标的曲面和曲面面元的法线方向。结合目标的光谱BRDF和背景光谱辐射亮度，数值计算了重构汽车与卫星目标在复杂背景中的光谱散射亮度分布，分析了目标形状对光谱散射特性的影响。5.对卫星包覆材料褶皱面的光谱散射特性进行了分析。结合卫星轨道理论，通过卫星目标的几何建模、轨道参数、坐标变换以及阳光-地球大气背景光谱辐射计算，数值仿真了褶皱表面卫星地基探测和天基探测的光谱散射亮度分布，并与无褶皱表面卫星散射特性进行了比较。6.理论上研究了云层反射光对空间卫星光谱散射特性的影响。根据云层的高度将其按经纬度划分成网格面元，分析了云层的光谱辐射与散射亮度分布，研究了卫星对云层反射光的光谱散射特性。结果表明云层在可见光波段的反射对目标光谱散特性具有重要影响。