月球表面是粗糙面,既存在地形起伏的大尺度粗糙度,也存在微小尺度的粗糙度。目前国内外关于微尺度粗糙月面对月壤微波辐射亮温的影响的研究都基于几何光学方法,但几何光学只适用于探测波长比散射表面的曲率半径小得多的情况。几何光学模型的一个缺陷是缺乏亮温改变对探测波长的显式依赖关系。在一些地形比较平坦的地区如月海地区,月壤表面可以视为微粗糙表面。本文中,月海地区的月壤被视为多层煤质,表面为微粗糙面,下面各层界面为平面。温度剖面由热传导方程解出。本文采用非相关方法计算媒质的发射率。采用二阶微扰法计算顶层粗糙面对亮温的影响。然后基于所建立的亮温模型,本文仿真分析了不同微粗糙度条件下的Apollo12地区亮温。结果表明,月面微粗糙度将会增加或降低月表的微波亮温,这取决于微粗糙度、入射角、频率、极化的情况。对CE-1和CE-2微波辐射计而言,其入射角为0°,微粗糙度将会增大月壤亮温。　　另一方面,国内外关于大尺度粗糙度对月壤辐射亮温影响的研究比较少。为考虑其影响,本文利用月球轨道激光测高仪(LunarOrbiterLaserAltimeter,LOLA)的全月高程数据,将CE-2卫星探测时的天线月面足印内的地形视作一个本地倾斜基准面和该基准面上二维粗糙度的叠加,根据倾斜、遮蔽等特点推导有效太阳辐照度的计算公式,然后代入热传导方程,通过改进其数值解法,求解出更加准确的月壤温度剖面,最后将温度剖面代入分层亮温模型,结合月壤分层亮温模型计算了三个典型月陆地区,Apollo15、Aristoteles撞击坑、Hercules撞击坑地区的月壤亮温,最终与CE-2实测亮温进行对比,从而分析地形起伏的大尺度粗糙度对月壤亮温的影响。结果表明,大尺度粗糙面模拟亮温随纬度的变化规律与实测亮温保持一致,这与平面模型相比有很大的改善,从而说明了在计算有地形起伏的亮温时必须考虑大尺度粗糙度的影响。