随着信息技术的发展,基于光学图像的探测、制导与火控系统在武器系统中被普遍应用。目标和环境的光学特性研究是各种基于光学图像的武器系统论证设计、仿真试验和作战使用的基础和关键。本文对地面典型目标和环境的光学特性进行了探索,综合复杂环境下典型目标光学特性的影响因素,实现了一个模块化的三维场景仿真系统。首先,对典型目标的光学特性进行研究,在理论研究的基础上结合实际实验数据,对地面典型目标在复杂环境下的光学特性进行分析,并建立了复杂环境下典型目标的可见光和红外灰度三维模型,实现了典型目标光学特性仿真。然后,对地貌环境光学特性进行研究,针对某一个特定的地理环境,利用数字高程模型模拟真实的地形,并结合地貌光学特性、大气效应模型,实现了复杂地貌环境的光学特性仿真。最后,利用三维场景渲染技术实现了目标和背景的合成,建立了复杂背景下典型目标光学特性仿真系统。结合复杂的气候条件,不同的地貌环境,该系统可以生成不同目标在不同复杂环境下的可见光和红外灰度仿真图像,为研发基于光学图像的探测、制导与控制的武器系统提供各类所需的仿真数据。在本文的最后,作者对本文的研究内容进行了总结,并提出了进一步的研究方向。