森林作为陆地生态系统的重要组成部分,对全球陆地生态系统碳循环和气候变化研究有重要价值。使用多源遥感数据监测森林植被生长、干扰和恢复等过程是常用手段。其中,光学和微波遥感结合可克服云雨天气影响,从时间维度和空间维度丰富了监测内容,提高了大尺度森林植被参数估算的准确性与快速性。但是光学和微波的内在融合机理仍然不清楚,限制了融合的大范围推广和精度提升。采用遥感机理模型进行参数和结构统一的模拟研究显得非常必要。三维遥感机理模型RAPID2通过计算机图形学思想构建,以三维场景为基础,进行逼近真实的光学辐射传输模拟,是基于统一三维场景多源遥感数据模拟的最佳选择。但是模型输入参数的设置是否一致,会对模拟结果会产生根本影响(刘海龙,2018)。而根据不同森林类型或树种的异速生长关系,可获得该林分不同龄级、不同树高等其他变量所对应的林分结构参数,建立多个变量的有机关联,会有效减低参数输入的不确定性和不一致性。本研究就集中在如何基于异速生长方程驱动RAPID2,开展森林光学微波信号统一模拟。首先,构建三种典型森林类型的异速生长方程组;其次,通过异速生长方程计算光学和微波波段均一致的森林参数,输入RAPID2模型进行多源遥感信号模拟;再次,对树高、LAI与多源遥感信号进行敏感性分析和多元逐步回归分析,通过分析筛选出模拟结果最符合实际情况的异速生长方程组;最后,将Landsat 8 OLI、Sentinel-1B遥感数据和基于RAPID2模型模拟的根河火烧迹地样地数据进行精度验证。本文通过上述研究内容,实现了不同林分场景的模拟和统一的三维结构场景可见光波段、近红外波段的光谱反射率和C波段、L波段和P波段的后向散射系数的模拟;最后筛选出最接近真实林分信息的异速生长方程,得到三维遥感机理模型模拟不同森林类型林分的方法。结果显示:针叶林的三组异速生长方程均能较好的应用在冠层反射率随LAI变化规律的研究;阔叶林的三组异速生长方程只有在大观测角度下才适合模拟林分LAI与其对应冠层反射率,三组阔叶林均可从不同观测角度进行树高对应反射率的场景模拟,但不宜用在多源数据融合分析方向;混交林的三组异速生长方程适于研究观测角度对光谱反射率和LAI之间关系的影响,对于模拟随林分LAI变化的后向散射系数并不适用,因此也不适于多源数据研究。模型验证结果中:Landsat 8 OLI影像与树高样地的反射率拟合精度最好(R2=0.581,RMSE=0.0164),线性回归结果为483nm的蓝光波段对树高贡献最大;Sentinel-1B数据与树高样地的线性回归结果较吻合,C波段不同极化方式中对树高贡献最大的VV极化。对光学和雷达数据进行融合分析,遥感和模拟结果均显示对LAI影响显著的是可见光波段;分析融合数据对树高的影响时,遥感数据中Sentinel-1B对树高的贡献要大于Landsat8 OLI。