高光谱成像技术将遥感成像和光谱测量技术有机结合起来，可以同时获得目标的空间和光谱辐射信息，极大地提高了目标探测的能力，在军事和民用方面都获得了广泛应用。然而随着高光谱技术的发展，现有的高光谱实物实验平台越来越不能满足高光谱成像的要求，为此，构建高光谱场景仿真系统对于高光谱成像系统的设计具有重要意义。本文对高光谱三维红外场景仿真系统进行了研究。文中首先分析了高光谱遥感成像的机理，对典型地物目标（草地、岩石和水体）光谱反射特性建模。其次研究太阳辐射、天空背景辐射以及大气效应对地物目标反射的影响，并对环境辐射特性进行建模。然后研究了高光谱遥感成像中的成像系统效应，并对光学系统、探测器系统、信号处理电路系统和噪声特性进行建模。最后基于OGRE渲染引擎构建高光谱场景仿真系统软件，并对近红外波段地物场景进行仿真分析。