植被冠层辐射散射信号中蕴含了丰富的植被信息，通过构建植被冠层辐射散射特性模拟模型，可以实现植被结构等生物物理参数的遥感定量反演。遥感辐射传输机理与建模一直是遥感科学的核心内容与前沿方向之一。经历30多年的发展，光学、微波波段三维模拟模型均已较为成熟，但不同波段的模型各有侧重，跨波段的联合模拟可以实现模型间的优势互补，进而提高地表参数的反演精度。利用三维模拟模型打通光学、微波冠层模型之间的隔阂，构建基于三维场景的多波段植被冠层辐射散射特性模拟系统，可以为光学与微波的联合反演提供更精确的正向模拟平台，具有可行性和重要意义。　　本文主要研究工作与成果如下:　　(1)提出了场景统一与参数统一的联合模拟方案，耦合了不同波段的3D模拟模型和叶片组分光学物理模型，设计并实现了可同时模拟可见光/近红外波段(VIS/NIR)二向反射特性、热红外波段(TIR)热辐射方向性和微波波段(MW)后向散射特性的3D多波段联合模拟系统;　　(2)提出了抽真空方法的介电常数测量方法，运用该方法开展了玉米、大豆、棉花叶片的介电常数测量试验，探讨了样品大小、样品排列方向、样品含水量、以及环境温度对叶片介电常数的影响。为更精确的表达温度对介电常数的影响，对双色散模型(Dual-Dispersion)进行了改进，提出了考虑温度影响的双色散模型T-Dual Dispersion;　　(3)开展了怀来遥感机理综合试验，重点研究了塔基WIDAS数据的多波段多角度信息提取方法，并将其用于多波段辐射散射特性的模拟与验证。研究表明，在可见光波段，利用多波段模拟平台模拟得到结果与采用高架塔观测的多角度数据具有较好的一致性，但微波波段模拟结果较差，热红外波段无法反映出温度的方向性，对其原因进行了分析与讨论;　　(4)作为应用示范，利用多波段联合模拟系统与试验数据开展了场景大小、植被结构参数、入射观测几何参数和水热参数的敏感性分析。明确了进行均匀场景多波段模拟时的最佳尺寸;给出了出现光饱和现象的LAI大小;分析了热红外波段DBT随LAI增大突然下降的原因;详细分析了枝体密度对微波C频段、L频段总后向散射和不同机制后向散射的影响;比较了不同入射观测几何条件下各波段的辐射散射特性，提出了多波段多角度观测策略;分析了叶片水分含量和环境温度对叶片光谱、分层叶片温度、以及叶片介电常数的影响，进而分析了二者对冠层辐射散射特性的影响，给出了定量化的分析结果。