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森林作为一种重要的自然资源对于人类的生产和生活至关重要，森林遥感一直是雷达遥感研究的重要内容之一，而森林三维结构及其与电磁波相互作用机理的复杂性制约了森林雷达遥感研究的发展。因此本文开展了森林场景高分辨率SAR图像的模拟研究，提出了基于分形树木三维模型和Binsort电磁散射计算的森林场景SAR图像模拟方法。
本文的研究工作主要包括以下四个方面：
1.全面总结森林场景SAR图像模拟现有的模型和方法，详细对比分析了三种典型模型的优缺点，针对现有模型的不足之处提出新的森林场景SAR图像模拟方法：
2.基于分形理论的L-system植物建模方法的软件实现。介绍了L-system植物分形建模方法的理论框架，基于此理论采用C++语言和OpenGL技术实现了植物可视化三维建模。设计了五种不同输入参数文件对不同类型树木进行三维建模；
3.基于单体的散射特性和三维分形树建模结果提出并实现了Binsort散射计算方法。采用介质圆柱体和介质圆盘的散射特性模拟树干和树叶的散射，采用Binsort散射计算方法计算三维分形树散射。该算法模拟了电磁波在三维森林环境中传输的衰减，吸收和阴影等过程，并考虑了经地面-散射体、散射体-地面、地面-散射体-地面的三种多次散射过程，其与现有模型最大不同是不再采用分层的模型来计算电磁波的传输衰减；
4.针对MSTAR，Telaer SAR和COSMO-SkyMed1三种不同的雷达遥感平台的参数对分形的三维树木建模结果进行模拟成像实验并对模拟结果进行评价。通过树木模拟结果距离向剖面图研究了不同平台下不同树木类型的森林场景散射特性，对比模拟结果与真实图像的概率分布函数验证了模拟结果的有效性；通过分析模拟图像自相关特性说明了模拟结果作为目标检测研究的森林背景模板的应用前景。