红外成像仿真技术是综合了计算机技术、红外系统理论以及仿真技术等多学科的综合性技术,在当前具有强烈的需求和应用前景,可用于军事侦察、成像系统设计、探测器性能评估、资源遥测以及森林火灾的预防等众多领域。论文首先研究了红外辐射的基本理论,在分析热红外遥感成像物理过程的基础上,针对成像仿真各关键环节进行研究,建立了完整的热红外遥感成像仿真系统。围绕该仿真系统,论文主要进行了以下几方面研究:首先,采用地物提取场景建模的方法仿真地面场景红外辐射图像。利用地面场景的可见光/高光谱图像进行地物提取,采用最大似然法将其按地物类型分为若干子区域,分别建立红外热像模型,将计算得到的红外辐射光谱特征赋予相应的各子区域,得到地面场景的多光谱、多时相红外热像模拟。其次,针对热红外辐射的大气衰减进行简化计算。对于常规气象条件下的大气影响仿真,只考虑对于红外辐射传输影响较大的水蒸气、二氧化碳及散射的影响,利用集合法计算水蒸气和二氧化碳的光谱透过率并通过等效海平面法进行高度修正和斜程处理,利用气象学距离简化处理散射计算。然后,根据成像机理,建立红外传感器系统仿真模型。设计了传感器系统仿真的总体框架,并基于光学传递函数理论,建立了传感器系统的频域分析模型,按照成像过程,传感器模型由光学系统,探测器系统,电子信号处理系统等子系统组成。最后,综合热红外辐射的发射、传输和接收过程,建立了完整的热红外遥感成像仿真系统。给出了不同传感器高度下的系统输出的多光谱和多时相仿真结果,并进行了结果分析与可行性验证。一方面为复杂地表覆盖条件下的热红外多光谱遥感成像仿真提供了一种高效、便捷、可靠的方法,另一方面针对高光谱图像热红外段空白或成像质量差的问题,对高光谱/多光谱数据进行了有效地扩充。