研究电磁波与地物表面的相互作用,也就是研究地表面的电磁散射特征,从而可以掌握各种条件下的地杂波的分布特征,有效消除或减小地杂波的影响,在对地高分辨观测和目标识别中,具有重要的理论意义和应用价值。因此论文基于随机高斯粗糙面的散射理论,开展了典型地面环境的电磁散射统计建模,获得裸土、沥青和水泥混凝土的幅度分布特性和空间相关性,为地杂波的统计分布的拟合与SAR图像仿真提供了相关基础。论文主要工作包括:1、对粗糙面散射特性的研究背景和意义进行了综述,分别从粗糙面的电磁散射特性和杂波的统计建模两个方面,阐述了目前国内外在各个方面的研究现状以及发展趋势。2、对随机粗糙面进行建模,并分析了不同的相关长度和均方根高度对粗糙面的影响。介绍了几种计算粗糙面电磁散射的几种方法,对基尔霍夫近似和双尺度方法进行详细的分析。3、研究了裸土、沥青和水泥混凝土的后向散射系数,通过基尔霍夫近似和双尺度两种方法的比较来验证两种方法的适用范围,同时研究了不同的参数和入射频率对后向散射系数的影响。4、给出了基尔霍夫近似和双尺度两种方法下单元场的计算,由于在后面的杂波统计建模中,要求有比较清晰的纹理特征,因此详细地介绍了基尔霍夫近似方法在小角度入射下入射角、单元面积和极化方式对散射场灰度图纹理的影响,同时分析了不同情况下散射场的幅度分布特性。介绍了较大角度入射的情况下,用双尺度方法计算了单元散射场的分布特性和其灰度图的变化。其次,用基尔霍夫近似方法详细的介绍了裸土、沥青和水泥混凝土的SAR图像的建模,并对它们的SAR图像进行了幅度分布特性分析和归一化概率密度分析。最后,介绍了杂波的空间相关性,并将得到的裸土、沥青和水泥混凝土系统的SAR图像进行了空间相关性分析。将得到的空间相关分析图与原始SAR图像进行了对比,为后续地杂波的统计分布的拟合与仿真提供了基础。