为了从卫星高光谱遥感中定量推导出大气成分的信息，需要考虑电磁辐射在大气中所发生的吸收、发射和散射等物理过程，进行地球和太阳的高光谱辐亮度谱的定量分析，正演模式的研究，以及反演方法的研究。建立一个快速精确的高光谱辐射传输正演模型，特别是近红外模型，需要重点研究的关键问题包含：（1）建立一个快速精确的晴空大气辐射传输模型。（2）光谱分辨率对晴空大气近红外辐射传输和高光谱遥感大气成分的影响。（3）光谱响应函数对近红外高光谱遥感的影响。（4）水汽对近红外高光谱遥感大气成分的影响，以及大气CO₂含量的变化对近红外高光谱遥感的影响及其灵敏性分析。此外，对下面两个重要和复杂的问题进行研究：

·大气气溶胶对近红外高光谱遥感大气成分CO₂的影响

·卷云对近红外高光谱遥感大气成分CO₂的影响

大气层顶太阳辐亮度随波数的变化