图像模拟是在对遥感器成像过程的分析理解基础上,通过数字模型模拟遥感器图像获取过程,生成模拟图像。图像模拟可实现在虚拟环境中构建和测试新型遥感器,论证基于新型遥感器的对地观测计划的技术可行性,提供比实际遥感平台更多的大气和观测等条件下的数据,成为各种遥感研究的有利辅助手段。因此,图像模拟是遥感器载荷设计、算法研究与数据分析应用的重要工具。本文针对太阳辐射谱段,开展入瞳辐亮度图像模拟方法研究。围绕这个目的,首先开展太阳辐射谱段入瞳辐亮度影响因素分析,进而针对大气条件(如水汽、气溶胶)、观测几何(如太阳天顶角、观测天顶角)等主要因素,总结分析其对大气透过率的影响,为复杂地表场景模拟方法研究、通用大气查找表构建及入瞳辐亮度模拟方法研究提供重要支撑。在此基础上,针对复杂山区地形起伏,像元间相互遮挡产生阴影效应及像元所接受有效光照存在很大差别的问题。本文基于光线追踪模型POV-ray,求解地表场景阴影因子,结合高空间分辨率地表反射率图像,采用均值重采样算法,进行空间滤波,实现低分辨率下考虑地形影响的反射率模拟。通过与真实地表反射率图像做精度验证表明,该方法的模拟误差小于1%。由于图像不同像元间的大气条件、观测几何等存在差异,基于大气辐射传输模型逐点进行入瞳辐亮度模拟非常耗时,因而需要提前建立大气查找表,用于图像级别的入瞳辐亮度模拟。本文就现有大气查找表存在的诸多缺陷,如特定遥感器依赖、大气条件考虑不充分、通用性较差等。在分析总结大气条件、观测几何、大气路径等主要因素的基础之上,进一步分析它们的阈值范围及步长设置,进而构建更加合理的通用大气查找表,并通过多维插值算法进行大气参数求解,结合模拟生成的地表反射率图像数据,实现入瞳辐亮度图像模拟。经与MODTRAN的输出结果对比表明,该模拟结果相对误差率小于7%。