利用微波辐射测量技术进行卫星遥感观测是监测冰冻圈、大气圈和水圈等动态变化的有效方法。连续长时间序列的星载被动微波观测不仅可以提供环境现状参考信息,也可用于研究与气候变化有关的发展趋势。然而,利用星载被动微波监测积雪信息的主要挑战之一在于传感器观测的空间分辨率较低导致的混合像元问题,通常指像元内因土地覆被类型不同引起的空间异质性问题;挑战之二在于森林覆盖的影响,即森林覆盖显著衰减下垫面积雪的上行微波辐射且冠层本身也增加部分热辐射;因此需要复杂的微波辐射模型将近地面测量参数（如亮度温度等）与雪、森林植被和土壤层等介质的物理特性联系起来,从而对非均匀区域的测量结果做出合理解释。如果算法模型中没有考虑到森林植被的影响,那么在森林区域的积雪反演参数将会产生较大误差和不确定性。森林冠层微波透过率是描述林木辐射的关键参数,它不仅影响微波辐射穿透森林冠层的比例,还直接关系着森林自身的热辐射。众多研究表明,它是纠正森林区陆表参数遥感观测的一个至关重要的参数。中国东北地区不仅是我国重要的木材生产基地、粮食安全基地,还是我国三大稳定积雪区之一,森林覆盖率为40%左右,关注森林地区积雪状况信息有利于及时掌握气候变化动态,提高旱涝灾害预警能力以及为气候、水文、农业生态等方面的发展提供参考信息。然而,森林区积雪参数的反演难题一直没有得到很好的解决。为了有效提高森林地区积雪参量的反演精度,本论文从森林植被辐射传输模型着手,重点围绕如何对森林透过率进行参数估算的研究目标,展开相关工作,具体研究方法、内容和相应的结论如下:（1）开展了东北大、小兴安岭典型森林区的地基微波辐射观测实验,地面测量数据集包括辐射测量数据、环境要素观测数据、森林冠层和结构参数等,通过模型计算得到了各个森林样地K波段（18.7 GHz）和Ka波段（36.5 GHz）水平和垂直极化下的森林透过率参数,并基于正演辐射传输模型模拟星上亮温,与风云三号B星微波成像仪同期观测亮温进行比较分析,进一步探究了森林-积雪系统辐射传输特性和影响因素,得到的主要结论包括:（1）根据嵌入透过率参数模拟的卫星亮温相关性表明,K波段水平极化条件下森林存在体散射效应,而Ka波段双极化和K波段垂直极化条件下,森林存在很弱或无体散射效应;（2）森林立木蓄积量参数可以作为表征东北地区森林透过率的一个有效参数,可为进一步发展不同森林类型的透过率-蓄积量模型提供依据。同时,应用透过率测量数据对东北林区5-6个气象站观测雪深的反演算法进行纠正,有效提高了雪深反演精度,RMSE整体上由10 cm降至6.7 cm,降幅达33%。（2）针对中国东北地区常见的三种森林类型,落叶针叶林、落叶阔叶林和常绿针叶林,分别探究了各森林类型下,森林透过率与立木生长蓄积量之间的关系特征,并通过优化拟合的方法,发展了适用于上述三种不同森林类型的e指数经验模型组,适用频率为18.7 GHz和36.5 GHz,极化方式为水平极化和垂直极化,入射角为55°,森林蓄积量有效范围为0～300 m~3/ha。新发展的森林透过率模型函数关系表明,森林透过率渐近饱和水平因森林类型的不同而不同,当蓄积量较大时,各频率和极化下的透过率总体上均呈现落叶阔叶林最大,落叶针叶林次之,常绿针叶林最低的特征。基于辐射传输理论,正向模拟星上亮温的结果表明,新发展的透过率模型性能良好,正向模拟精度在3-6K之间,被证明可以作为辐射传输模型系统的嵌套子模型应用于积雪参量反演。（3）为进一步解决样点尺度模型在像元尺度应用上的局限问题,我们基于2014-2019年连续5个冬季的长时间序列SSMIS观测亮温数据和ERA5-Land气温要素集,基于简化的辐射传输模型,应用迭代优化方法,确定最优参数,构建了卫星像元尺度森林透过率反演算法,生产了东北地区森林微波透过率数据集。从数值的平均水平来看,K波段透过率整体高于Ka波段,水平极化透过率整体高于垂直极化透过率。年际时间变化上,相对稳定,无显著增高或降低趋势,大部分像元区域的透过率变异系数不超过0.15;空间分布上呈现林区边缘透过率高于林区内部的特征。从应用角度上,本论文开发的像元级（Pixel-wise）透过率模型性能测试良好,相比Glon Snow 3.0积雪产品中采用的e指数蓄积量-透过率模型（简称Glob Snow模型算法）,在雪深SD和雪水当量SWE的反演应用上,精度有明显提高。从指标RMSE上来看,SD和SWE反演精度分别提高6.8 cm和7.75 mm,精度分别有效提高41%和26%;从指标Bias上来看,SD和SWE反演精度分别提高84%和95%;此外,相关系数也有所提高。因此,本论文开发的像元级（Pixel-wise）透过率模型可为被动微波卫星遥感积雪参数业务化反演提供应用价值。综上,本论文研究围绕提高林区积雪参数反演精度的终极目标和森林透过率参数估算的初级目标,展开一系列基础实验和理论研究工作。首先以地面微波辐射测量实验为研究基础,在全面探究和理解森林-积雪耦合系统的微波辐射传输特性之后,根据该实验获得的结论,发展了不同森林类型下的森林透过率-蓄积量函数关系模型,并进一步由样点尺度扩展到像元尺度,开发了像元级森林透过率模型和系列数据集,为林区森林微波辐射影响校正提供了方法参考,也为森林区被动微波卫星遥感积雪参数业务化反演算法提供了数据支撑。总之,本研究在机理研究方面,定量化分析了影响森林-积雪系统辐射传输过程的因素;在遥感应用方面,发展和验证了像元级透过率反演模型的适用性和时空可推广性,研究结果对于森林微波辐射特性和森林积雪参数的微波遥感反演方面具有重要的参考价值和借鉴意义。