本发明公开了一种气溶胶参数差异条件下对地观测辐射图像的快速仿真方法，包括：步骤1：选定标准气溶胶廓线参数；步骤2：查表法反演场景中各像素单元的气溶胶参数；步骤3：查询各像元对应的真实地表高程信息；步骤4：计算各像元的消光系数等效地表高度；步骤5：二流近似方法求解辐射传输方程，得到各类辐射的辐射矩阵；步骤6：获得各像元的光谱特性信息；步骤7：辐射矩阵插值方法仿真对地观测辐射图像。本发明图像仿真速度快，与传统方法相比，相同平台下仿真计算速度可提高10‑20倍；该方法的通用性好：所提出的仿真方法不受场景中气溶胶参数设定方法的限制，既适用于仿真真实在轨传感器的观测图像，也适用于仿真想定观测场景的红外辐射图像。