В монографии рассмотрено применение сформулированного автором принципа зеркального отображения в задачах численно-аналитического моделирования интенсивностей скалярного и поляризованного некогерентного монохроматического излучения плоского однородного слоя конечной оптической толщины, ограниченного снизу горизонтально-однородной неортотропной подстилающей поверхностью с произвольным законом отражения падающего на неё излучения. На базе данного принципа разработана концепция фотометрических и поляриметрических инвариантов, объединяющая нисходящие и восходящие излучения в симметричных направлениях визирования на двух текущих оптических уровнях, зеркально-симметричных относительно середины заданного однородного слоя и инвариантных при сдвигах оптических глубин и угловых вращениях линий визирования. На основе указанной концепции получены новые линейные и нелинейные интегральные уравнения Фредгольма II рода, а также линейные сингулярные интегральные уравнения для фотометрических и поляриметрических инвариантов на произвольных симметричных и несимметричных оптических уровнях среды в зеркально-симметричных направлениях визирования в двух альтернативных областях их определения, которые в два раза меньше исходной. Проведён также анализ полученных численно-аналитических результатов, связанных с обобщением принципа инвариантности Амбарцумяна-Чандрасекара и применением методов классической теории переноса скалярного и поляризованного излучения, для исследования аналитической пространственно-угловой структуры их интенсивностей. Особое внимание уделено обобщению классических структурных функций Амбарцумяна и Чандрасекара на произвольные оптические глубины заданного однородного слоя. В качестве примера использования полученных числовых данных построены приближённые аналитические модели образования слабых спектральных линий поглощения в системе «атмосфера—подстилающая поверхность» для различных законов отражения, представляющих практический интерес и используемых в прикладных исследованиях по оптике и спектрофотополяриметрии природных сред в видимой области спектра 400-800 нм. Для этой области спектра представлены также другие примеры использования полученных численно-аналитических результатов при проведении наземных измерений и дистанционного зондирования Земли и планет из космоса.