利用遥感的方法反演叶面积指数（LAI）被研究者们广泛关注,但其结果受到尺度效应的影响,尺度间差异显著。尽管目前已有很多的LAI尺度转换方法,然而这些方法通常并不完善,不能满足LAI产品尺度转换的实际应用需求。本文在研究过程中融入低分辨率像元内部地物类别信息,对尺度差异演化规律和尺度上推方法进行深入探索和研究。融合信息熵和内部结构参数对低分辨率像元内部地表异质性进行定量表达,并以此为基础,归纳、总结出尺度误差的演化、传播规律,搭建起尺度误差和尺度转换间的桥梁;基于物质守恒定律,提出区域LAI真均值尺不变理论,利用变异系数权重法,逐个像元确定尺度误差权重,从而计算其尺度误差改正数,建立尺度转换模型;优化图像相似性评价指标,通过文献查阅和归纳,设定满足LAI应用需求的不确定性要求阈值,从而建立尺度转换后LAI图像像元合格率评价指标,对尺度转换方法在满足应用需求方面进行客观、有效的评价。得出以下研究结论:（1）构建了一个适用于LAI尺度转换中量化表达地表异质性程度的系数Csh。该系数引入地表类别信息,综合地类信息熵、地类方差和地类贡献度三个因素,定量表述低分辨率像元中包含的高分辨率像元地类内、地类间两方面差异对地表空间异质性的影响。经模拟数据和地面实测数据验证,表明Csh能更准确、精细的刻画地物类别信息对尺度效应的影响。（2）分析、总结了LAI反演模型非线性对尺度误差的影响。论证了反演模型非线性是尺度误差的必要条件之一,设计了一个形状系数k来衡量反演模型非线性程度。通过实验检验二次项函数、幂函数、对数函数和指数函数四种LAI常用反演函数与曲线非线性程度k之间的关系。发现相对尺度误差e相对具体的数值大小与采用的反演函数直接相关,但总体的变化趋势与函数的非线性程度近乎正相关。NDVI非线性带来的尺度误差不可忽略,由反射率差异引起的相对尺度误差,在240m像元尺度时为43.51%,在480m像元尺度时为44.82%。（3）分析、总结了地表空间异质性对尺度误差的影响。论证了地表空间异质性是尺度误差的必要条件之一。通过模拟数据实验,探讨了地物种类的差异和不同种类地物比率对尺度误差的影响。研究发现,在低分辨率纯像元中（单一地物类型）添加另一种地物类型,保持高分辨率像元总数不变,随着添加地类的比率增大,尺度误差变大,在50%时达到最大（反演模型为二次项函数）,且e、Csh值大小与2类地物灰度值差异的绝对值呈正相关;在2类地物平均占比的低分辨率像元中添加第3类地物,发现当混入的第3类像元灰度值与其它两类像元灰度值的均值相等或近似时,产生反向补偿作用,e、Csh值会随着第3类地物的比率增加而减小;其它混入方式的e、Csh值变化趋势与地物类型2时相似。当不发生反向补偿作用时,混入新地物比例相同的情况下,3种地物混合比2种地物混合的地表异质性系数大。值得注意的是3种地物混合的e、Csh值最大值没有出现在3种地物平均占比处。（4）在研究空间分辨率差异引起的尺度误差时,发现随着升尺度的变大,尺度误差先是逐渐变大,然后在随着升尺度的变大,尺度误差逐渐变小。以Landsat为例,30m空间分辨率随着像元尺度的变大,尺度误差逐渐变大,升尺度到480m时尺度误差达到峰值,然后随着像元尺度的变大,尺度误差逐渐减小。（5）提出LAI区域真均值具有尺度不变特性。在物质守恒定律的框架下,论证了在区域、时间条件确定的情况下,任何尺度LAI的真均值是一个常数,即LAI的真均值具有尺不变特性,引申出LAI区域相对真均值的概念。在此基础上发展了均值差异去除法和尺度误差均值修正法两种尺度上推方法,分别在怀来遥感实验站研究区和帽儿山实验林场研究区进行尺度转换应用检验,并依据MBE、RMSE、MAPE和Corr.四个统计指标对转换效果进行评价。结果表明,均值差异去除法及其改进方法相对真均值替换法,对尺度上推有一定的效果,但效果不显著,其根源是尺度转换思路仅从数学统计的角度出发,认为尺度误差平均差异是尺度误差的整体偏置,没有考虑产生尺度误差的原因。尺度误差均值改正法利用地表空间异质性的定量表示方法和变异系数结合确定权重,构建了均值变异系数权重法（ACv）、方差变异系数权重法（VCv）、地类信息熵变异系数权重法（ECv）和Csh变异系数权重法（CCv）四种确权方法。ACv权重法、VCv权重法方法没有区分地类,把构成低分辨率像元的高分辨率像元作为一个整体进行运算;ECv权重法、CCv权重法方法中引入了地类信息。ECv权重法、CCv权重法改善效果相对较好,观察各项指标的变化范围,发现ECv权重法比CCv权重法评价指标的变化范围窄,说明ECv权重法稳定性更好,优于CCv权重法;ACv权重法对高分辨率的尺度上推和大尺度的尺度误差校正有一定的效果,但鲁棒性不强;VCv权重法表现最差,基本没有改正效果。（6）改进了基于边缘信息的空间结构相似度和满足LAI不确定性应用需求的转换合格率两个评价指标。为避免尺度跨越大时空间结构模糊带来空间结构信息评价不准确,在原有GSSIM方法的基础上,提出利用拉普拉斯算子提取图像的边缘纹理信息,检验待测试图像和参考图像间的空间结构相似度。定量遥感产品的不确定性是衡量遥感产品质量的一个重要指标,我们根据有关权威国际组织给出的LAI不确定性指标,反过来考量,制定出满足LAI应用的合格率指标。通过在研究区检验,发现GSSIM评价指标显示的结果与前述误差统计指标较为一致;LAI产品合格率评价指标显示的结果显示基本与GSSIM指标一致,但也有不同。