光的偏振特性是光的基本属性之一,与强度信息的融合能够有效地剔除成像过程中的干扰因素,提高目标识别能力。现阶段,偏振成像技术已经在航空、航天遥感、军事目标识别等重大领域崭露头角,取得了良好的效果。然而,偏振相机高昂的成本、复杂的架构以及较长的拍摄周期限制了其在工业和民用领域的发展和应用。针对上述问题,本文提出了一种基于强度图像和仿真技术合成偏振度图像的研究方法,其核心是建立偏振成像过程仿真模型,获取目标到达相机入瞳处的偏振度特性,结合目标偏振度与强度图像生成目标特性更加明显的偏振度图像,本文对偏振成像过程建模和地物反射特性建模展开深入研究。首先,对偏振成像过程进行详细介绍,结合辐射传输方程对成像过程进行了物理抽象,对成像过程中大气和地物反射特性的影响机理进行了深入分析。其次,建立了强度图像和仿真模型融合实现偏振度图像获取的详细流程,基于6SV框架构建了从入射太阳光到相机入瞳处全过程的“偏振/强度传输模型”,确立了实验构建目标地物偏振反射率全经验模型的地物反射特性建模方案。再次,形成了完整的目标地物偏振反射率全经验模型构建体系,构建了目标地物反射率室内仿真测试系统,对系统组成和设计方案进行了详细介绍。最后,结合大量实验对目标地物偏振反射率特性进行了详细分析,最后将同一条件下对结合强度图像获取的仿真偏振度图像和偏振相机直接获取的偏振度图像进行了对比,结果表明,仿真偏振度图像与真实偏振度图像其目标与背景的对比度信息趋势一致,且目标特性信息较强度图像得到明显提升。综上,本文研究表明,强度图像结合仿真技术获取偏振度图像的技术路线可行,且能够以较低的硬件成本获得高质量的偏振图像,这一成果为未来偏振成像技术在工业和民用领域的应用提供了新的方向。