近年来，随着人们对土地的需求日益增长，对地下空间的利用手段和技术也在日益进步，对地下空间的利用已经成为城市化发展的一个重要途径。经济上，地下目标的探测将为地下空间的建设规划提供帮助。军事上，对敌方地下军事目标的遥感探测可以增强我国的国防实力。目前，对地下目标的探测方法已扩展包含多个领域，其中，红外遥感探测手段在理论基础、技术成熟度、探测灵活性、探测成本等方面有着明显优势。因此，本文以红外为主要手段，对山体内部条带状目标的探测和反演方法进行了研究，同时利用高光谱和可见光对地下设施通风口进行了初步探测。
　　首先，本文基于传热学相关理论，分析并提出了地下目标与背景的红外信息场扰动叠加模型，通过数学和物理模型分析验证其可探测性。其次，针对太阳辐射和地表植被两个探测干扰因素，分别获得太阳辐射模型和地表植被传热模型，为滤除干扰提供背景信息。根据扰动叠加原理，利用卫星红外遥感数据和仿真山体红外数据，获得山体内部条带状目标的扰动分布，根据隧道施工相关规范中的参数，获得山体内部条带状目标的最大可能偏移，并以此为判据提出了基于距离判据的滤波增强方法，对目标扰动进行滤波增强，引入高斯曲率滤波的方法滤除增强后的扰动分布中的噪声，获得目标扰动的集中分布图像。提出基于位置关联的隧道探测方法，以隧道出入口为端点，一定的方向间隔逐段判断山体内部条带状目标的位置和方向，最终通过最小二乘拟合获得探测结果，探测结果的误差小于5%。再次，根据通风口和周围环境的材质属性差异，分析二者的高光谱数据差异性，并依此对地表进行高光谱分类获得疑似通风口区域。进一步利用高分辨率可见光数据对疑似区域进行细分类和人工判读，获得通风口的实际位置。最后，引入最优化理论，以探测得到的山体内部条带状目标位置为参考，目标扰动的平方作目标函数，通过共轭梯度法迭代反演出目标的埋深信息，埋深的误差小于1m。