本文主要研究动态海面的光学辐射与散射特性。利用Modtran计算了在我国近海附近可见光、近红外、中波红外和远红外波段，不同高度、入射天顶角和时间的大气透过率、太阳光谱辐射照度、天空光谱辐射亮度和斜程光谱辐射亮度。采用Gerstner几何模型和基于FFT的海浪谱模型两种建模方法生成海面网格。利用Phillips海浪谱模型生成海面高度场，结合Cox-Munk斜率模型、海水折射率模型和Modtran预处理数据，仿真计算了不同海情下海面的光学图像。以傅里叶光学为基础，研究了不同波长和孔径的CCD和红外探测器的系统传递函数。仿真了不同波段下海面的光学系统成像。采用数字图像处理的方法，分析了频率滤波对图像质量的影响，讨论了直方图处理和滤波器在图像增强方面的作用。利用霍夫变化快速连接边缘检测算子检测出的孤立点，对动态海面的光电成像仿真系统给出的图像进行了海天线检测等方面的应用。