遥感图像仿真以其成本低的优势广泛应用于军事侦察、卫星预警、场景仿真、红外导引头设计、空间探测器成像性能评价及遥感任务演练等军事工业领域。本文在分析热遥感成像物理过程的基础上,针对成像仿真的关键环节进行了数值研究,主要的研究工作如下:1、本文针对典型地物(裸露地表、植被)分类建立了地表温度的物理模型,考虑了太阳运行轨迹、气象参数变化以及大气对太阳能量衰减等作用,根据能量守恒数值模拟了地表温度,为复杂地形场景温度场计算奠定基础。2、本文采用菱形—方形网(Diamond-Square)分形方法,随机生成了数字高程(DEM)数据,构建了三维地表模型;利用遥感影像分割获得地表类型映射于复杂地形,生成了三维自然地表场景。3、考虑三维地形的相互遮挡效应,建立了复杂地表接收太阳入射辐射能的理论模型,应用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法进行了温度场数值模拟,提出了相关长度模式在保证精度同时提高计算效率,获得了包括典型地物目标(公路、农作物、草地、裸露土壤等)的三维复杂地物场景温度场。4、根据自然场景内典型地物目标的光谱辐射特性,考虑地形因素、大气衰减及模糊、杂散光等因素,建立了地物场景热遥感成像辐射传输模型。针对法国SPOT-4卫星的绿色通道( 0.50 ? 0.59μm)和近红外通道( 0.78 ? 0.89μm)应用辐射传输模型结合大气传输计算软件LOWTRAN7进行了地物场景热遥感成像仿真。通过数值模拟,本文研究了地表传热过程、地物辐射传输过程、大气传输过程、热成像过程等遥感仿真中的关键问题,初步建立了一套复杂地形下典型地物场景的热遥感成像计算机仿真平台,获得了自然地物场景的超光谱图像。