地表温度作为地球重要的物理参数之一，与自然资源的生成、植被的生长、气候变化和人类日常生产生活息息相关。森林作为地表重要组成部分，其温度直接影响了周边气候，且在林业资源调查规划、动态监测、火灾或病虫害预警等方面具有重要意义。基于ENVI-met与RAPID三维耦合模型对森林冠层进行热辐射模拟，可以帮助获取森林冠层热辐射的先验知识，提高卫星温度反演精度，进而增强森林资源的监测能力。而在不同的研究区范围内，模拟分辨率作为模拟过程中重要的自定义参数，直接影响了热辐射模拟的精度和模拟的时间。明确ENVI-met与RAPID耦合模型在不同研究区范围下热辐射模拟方法和最优模拟分辨率是本论文的核心科学问题。　　按照研究区域面积范围划分大中小三个尺度，包括小尺度（边长＜50m）;中尺度（50m≤边长＜1000m）;大尺度（边长≥1000m）。模拟分辨率不仅与研究区尺度大小密切关系，且会影响模拟精度和模拟效率。本研究中选取吉林蛟河红松针阔混交天然林（小尺度）、河北怀来侧柏人工林（中尺度）、美国北卡罗来纳州天然针叶林（大尺度）三个研究区为例，同时根据不同研究区范围尺度大小，设置不同的模拟空间分辨率，包括0.1m、1m、5m、10m、20m、50m和100m，结合基础数据条件主要是气象数据和场景三维结构调查数据，驱动ENVI-met与RAPID的耦合模型，对比研究了不同尺度下热辐射耦合模拟方法，评价了模拟精度和模拟效率。　　论文的主要结果和结论如下:　　1)小尺度蛟河研究区，模拟分辨率为0.1m时，林下植被热辐射模拟误差为0.5℃;中尺度怀来研究区，模拟分辨率分别为1m、5m和10m时，森林冠层热辐射模拟误差分别1.3℃，1.8℃和2.4℃;大尺度北美研究区，模拟分辨率分别为10m、20m、50m和100m时，森林冠层热辐射模拟误差分别2.3℃、3.5℃、12℃和15℃。当ENVI-met与RAPID耦合模型模拟分辨率设置越高，三维场景越精细，热辐射模拟精度越高。　　2)在小尺度研究区，我们可以进行森林每木检尺调查，人工获取森林三维结构、气象数据和组分温度作为模拟输入，可直接在RAPID中进行热辐射模拟，结果也较为精准;而在中大尺度研究区内，提出结合多源遥感数据，如LIDAR点云数据，快速获取森林植被单木等效三维结构（LAI和CHM），可用于快速构建耦合模型模拟场景，并在ENVI-met中模拟连续的组分温度，再输入RAPID进行森林冠层热辐射模拟，减小热辐射模拟工作量，提高热辐射模拟效率。　　3)对中大尺度研究区的森林热辐射模拟精度和耗时综合分析，发现在同一研究区域范围内，森林冠层热辐射模拟精度随着分辨率的升高而提高，但是模拟耗时也在发生明显的增加。在中大尺度研究区范围，即研究区边长≥50m时，ENVI-met与RAPID耦合模型模拟分辨率设置为8～10m，可以快速地获取森林冠层高精度热辐射模拟数据。　　4)其他有价值的结论。　　a)小尺度研究区热辐射模拟过程中发现，在观测天顶角较小的情况下，林下植被越浓密，其对森林冠层的热辐射影响越大。在观测主平面浓密灌草对森林冠层热辐射的模拟值影响最大可达到1℃，林下植被在森林冠层热辐射模拟过程中不可忽视。　　b)小中尺度研究区森林热辐射模拟场景构建较为精细，在热辐射模拟和野外观测过程中均发现，植被冠层具有明显的“热点”效应，且与太阳所处的方位角和天顶角一致。