本文主要对植被,土壤,混凝土等典型地貌的散射特性展开研究,并对其计算得到的散射场或散射系数进行成像研究与分析。我们一般会使用解析近似的面散射方法对粗糙地表进行散射计算,这种方法对于体散射可以忽略不计的裸土、沙地等地形来说其计算的结果是较准确的,但对于多层散射模型如双层植被散射模型来说,忽略体散射分量计算得到的散射结果将比实际结果存在较大的误差。因此本文也将着重研究双层植被散射模型的散射特性。在计算粗糙面的散射场时,介电常数是十分重要的参数,其对粗糙面的散射特性有很大的影响,因此需要我们能够较准确的给出不同散射条件下其介电常数的值。而比较有效益的方法就是建立不同类型地貌的等效介电常数模型,这样我们可以利用经验模型公式对其不同环境下的介电常数进行求解。在本文中主要对土壤、植被、沙地以及混凝土等典型地表的等效介电常数模型进行了研究与分析。在给定介电常数之后,对于不同尺寸的粗糙面需要我们利用不同的面散射计算方法对散射特性进行研究与分析,在本文中将介绍的面散射计算方法主要有基尔霍夫近似方法(KA),小斜率近似方法(SSA),微扰法(SPM),积分方程方法(IEM)以及改进的积分方程方法(AIEM)等。对于双层粗糙面来说,比如双层植被散射模型,如果只计算其面散射系数,得出的理论结果将比实际值要小,这主要是由于忽略了植被层中散射元的体散射场。因此对双层粗糙面的计算需要使用包括体散射的计算方法。在本文中主要使用了非相干散射模型的矢量传输理论方法以及相干散射模型的蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟方法。通过这两种方法对植被模型的单站散射以及双站散射进行了计算,并分析了在不同频段下和不同入射角下其散射系数的变化关系。相对于矢量传输理论方法来说,蒙特卡洛模拟方法计算得到的总散射场包括了相干散射场,因此在镜面散射方向上其准确性更高。虽然蒙特卡洛模拟方法的计算时间复杂度远大于矢量传输理论方法,但随着计算机性能的提升以及并行计算技术的出现,程序的计算时间复杂度将会得到极大改善。对于初生植被以及簇分布植被来说,由于其簇分布类型的不同计算得到的散射结果也不同,因此对簇规则分布植被模型以及簇随机分布植被模型的散射特性进行了研究与分析。最后,对三层植被模型的后向散射特性进行了研究。对地表成像主要有SAR成像方法与ISAR成像方法两种方式,SAR成像方法主要用于目标静止不同,雷达在动的场景,而ISAR成像方法主要用于雷达静止不动,目标在动的场景。在第五章的成像研究中主要对指数谱粗糙面以及高斯谱粗糙面进行成像分析。对典型地貌的成像是微波遥感十分重要的研究工作,通过对不同地表的散射计算以及雷达成像研究,可以得到不同地形的成像结果。为了更好的研究典型地貌的散射特性,本文将对地理信息系统(GIS)中的高程信息模型(DEM)进行插值并计算其散射系数。由于高程信息模型存在多种类型的地形,则需要对进行地形划分以及使用经验模型对其散射场进行计算,本文将使用修正的Morchin模型对其后向散射特性进行研究与分析。