湿地是特殊的生态系统,受水体和陆地的共同作用,是重要的生态资源。以崇明岛为代表的长江河口湿地作为我国重要的潮汐滩涂湿地,具有复杂的水文、土壤和植被结构,但其本地物种芦苇等深受外来物种互花米草入侵的影响,生物多样性面临严峻挑战。利用监测范围广、信息量大、时效性高的遥感技术开展湿地植被监测已成为大面积湿地植被信息快速获取的有力手段,但往往受湿地植被种类繁杂,结构复杂,以及下垫面背景变化等因素影响,其光学特征相比其它地物更为复杂,在湿地植被类型识别及其生理生化参数定量反演方面均存在较大不确定性。同时,潮滩湿地可进入性差,野外观测数据获取难度大;下垫面受潮汐作用及微地貌影响显著;相关辐射传输过程和机制研究较为缺乏,传统冠层辐射传输模型难以考虑湿地植被光学特征的复杂性。针对上述问题,本研究选取长江口盐沼湿地——上海崇明岛以北区域作为研究区,将本地典型植物芦苇和外来入侵植物互花米草作为研究对象。针对它们在该研究区中存在显著的同物异谱现象,充分发挥成像型三维辐射传输模型可对复杂场景进行细节建模,并开展高精度辐射传输过程模拟的优势,探究其冠层光谱复杂性的来源与规律。选取DART（Discrete Anisotropic Radiative Transfer）模型开展研究区两种类型湿地植被的多种场景建模和辐射传输模拟,以揭示植株结构特征、植被种群特征与混生群落特征等导致的湿地冠层光学特征复杂性。主要研究内容和研究结果如下:1面向湿地植被场景三维精细化建模,设计和开展了针对芦苇和互花米草的野外数据采集实验,获得两种植物在不同时期的植株三维形态数据和种群分布特点,观测不同叶位的叶片、冠层和下垫面光谱,建立实测数据库。实验结果表明:不同时期两种植物生长形态差异较大,种群分布受下垫面潮汐作用和微地貌影响显著,植株密度在不同区域存在明显变化;不同高度层的叶片光谱具有明显差异,而当前缺乏对冠层叶片平均光谱的科学统计和准确描述。经与研究区不同位置处冠层光谱的大量比对,认为上述植株形态、冠层结构和种群场景的差异性可能是导致湿地冠层光谱复杂性的重要因素。2结合植株形态特点和研究区实际情况,在进行场景精细化建模的过程中,提出一种兼顾辐射传输模拟效率和模拟精度的建模方法和参数选择指标,即在模拟精度损失可控的前提下,通过对植株三维模型的适当简化和场景模拟单元的适当调整以换取更高的模拟效率,同时提供最优参数组合方案。以1 m*1 m样方高密度（120株/m2）场景为例,芦苇场景最优参数组合为:简化4次的P4模型、0.03 m场景单元尺寸;互花米草最优参数组合为:简化5次的S5模型、0.05 m场景单元尺寸。3实验发现芦苇冠层不同高度叶片光谱差异和叶片平均光谱的准确描述是影响近红外波段反射率模拟的重要因素,而该因素在诸多研究中往往被忽略。从辐射传输角度分析了其影响机制,并通过k-means方法对单株芦苇叶片在垂直空间归属层进行科学划分和有效归类,使模型模拟近红外反射率和实测反射率的一致性有显著改进。经野外实测验证,改进后的芦苇冠层模拟光谱和实测光谱相关性高达99.50%,全波段RMSE较改进前降低83.66%,近红外波段RMSE较改进前降低25.99%。4围绕研究区植物生长密度、混合生长比例、下垫面差异三个主要影响因素,设计5种密度梯度、5种混合比例、2种下垫面背景,共50种模拟场景,分析各模拟场景冠层反射率对上述因素的响应情况。在此基础上,筛选出适于区分芦苇和互花米草种群密度、芦苇-互花米草混生群落密度及其混合比例的敏感波段和光谱指数。该模拟结果揭示了因下垫面差异、种群密度差异和混合生长而导致的芦苇与互花米草同物异谱现象,并为此情境下提高分类精度提供了相关光谱指标。5基于上述50种模拟场景,建立对应研究区真实环境的模拟像元反射率数据库;并与卫星影像像元进行光谱角和欧氏距离一致性检验,逆向建立研究区盐沼湿地的三维场景。利用反射率库和重建的三维场景,结合DART模型,可进一步模拟多角度、任意波段和空间分辨率的遥感模拟影像,为湿地植被遥感研究提供一种仿真数据源。