地表温度和地表比辐射率是陆地表层系统的两个重要的特征物理量，而遥感是大面积获取这些数据的最佳途经，不过一直以来由多光谱热红外图像反演温度和比辐射率受到陆地表面类型复杂而观测信息不足的限制，往往很难同时反演出精确的温度数值和比辐射率数值。星载高光谱热红外传感器将会给遥感定量反演地表温度和比辐射率问题的解决带来很大的机遇。论文研究即旨在充分发挥高光谱热红外的优势和特性，通过温度/比辐射率分离和大气校正这两个关键环节处理方法的改进，提高温度与比辐射率反演的精度，减小反演方法对外来同步大气遥测资料的依赖性，从而增强遥感反演地表温度与比辐射率技术的实用性。　　 温度/比辐射率分离问题本质上是一个未知数个数大于方程个数的病态反演问题，需要提供附加约束条件才能转变成非病态问题。高光谱条件下地表光谱比辐射率与大气吸收光谱之间的显著区别为温度/比辐射率分离提供了一个稳定可靠的附加物理约束，论文在此基础上提出了“下行辐射残余指标”的概念，用它来量化比辐射率估值谱中残余的大气下行辐射特征的强度和方向，当下行辐射残余指标等于零值时就意味着着温度估值到达了真值。大量高光谱热红外模拟数据的测试表明该方法反演精度高、运算速度快、适应能力强，能够实现地表温度与比辐射率的同时准确反演。　　 星载高光谱热红外数据光谱精细，能够明显地呈现出大气的吸收线特征，利用两个相邻通道(一个落在吸收线上，一个位于弱吸收位置)人气吸收的差异可以来反演透过率等重要人气参数，以求实现不依赖于外部同步观测数据的高光谱热红外数据定量大气校正。在用两个相邻通道的星上观测辐射获取了两通道的大气透过率之比和大气上行辐射的加权差之后，论文提出了基于分段线性计算的水汽线吸收透过率反演方法，以及基于H2O-CO2双通道组的水汽连续吸收透过率反演方法，从而有效解决了由相邻通道透过率之比变换到大气光谱透过率时反演精度不高的难题。接着，论文又给出了一个简捷的的上行辐射计算公式，用它配合相邻通道的上行辐射加权差，成功实现了大气光谱上行辐射的反演。　　 论文的研究上作表明高光谱热红外数据特有的优势使得它既能够提高温度/比辐射率同时反演的精度，又有利于实现独立于外部数据的大气校正，星载高光谱热红外数据将具有良好的应用前景。