海面太阳耀光是粗糙海面对太阳的直接反射光,在探测海洋特征时,太阳耀光被认为是常规海洋光学图像研究范围内的一种严重的数据损失,它会成为噪声,干扰提取的海洋信息精度。但同时由于太阳耀光信息中包含着丰富的海面粗糙度信息,太阳耀光图像也能用于探测许多海洋动力学过程和现象,例如船舶尾迹、海洋内波、油迹、浅海水下地形和海面风场等。本文围绕多角度太阳耀光图像及其在海面风速估算中的应用,基于多角度太阳耀光成像几何模型、太阳耀光辐射传输模型和海面倾斜波面概率分布模型,进行基于多角度太阳耀光图像的海面粗糙度估算和海面风速估算方法研究。本文研究的内容和结果如下:论述了太阳耀光图像的成像原理,并探究了多角度图像的成像几何关系,基于太阳耀光成像几何模型和多角度太阳耀光图像的几何参数计算方法,实现了多角度太阳耀光图像逐像元的几何参数计算,为后续的海面粗糙度和海面风速估算提供了基础参数。论述了选用的多角度成像光谱仪(Multi-angle Imaging Spectro Radiometer,MISR)的特点,介绍了MISR数据的读取方法,进行了研究区域的范围选择,分析了研究区域概况,从原始数据中提取了后续计算所需经纬度、成像时间等信息。基于多角度太阳耀光遥感模型,介绍了海面倾斜波面概率分布模型(Cox-Munk模型,简称CM模型),得到了基于MISR多角度太阳耀光图像的海面粗糙度估算模型。利用CM模型的海面粗糙度和海面风速的定量关系,实现了由海面粗糙度估算海面风速。进一步认识和理解了多角度太阳耀光图像估算海面风速的机理,为多角度太阳耀光遥感图像选取和分析应用提供依据。利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的风速数据和浮标风速数据,对此模型的应用实例开展了验证评估。实例验证结果表明,与ECMWF风速匹配良好且具有较好的相关性(R=0.745),均方根误差为1.514m/s,平均绝对误差为1.319m/s,具有较好的一致性。相对于散射计和SAR等已有遥感手段的风速反演结果,精度较高。因此,本方法拓展了多角度MISR太阳耀光图像信息的应用,为多角度太阳耀光图像估算海面风速打下基础,是海面风速探测的一种新思路。