В работе получены теоретические результаты о корректности начально-краевых задач для уравнения переноса излучения с обобщенными условиями сопряжения на границах раздела сред. Доказаны теоремы о существовании, единственности и стабилизации решения начально-краевой задачи с обобщенными условиями сопряжения на границе раздела в ограниченных и неограниченных областях. В качестве инструмента использовались методы теории сильно-непрерывных однопараметрических полугрупп линейных операторов в банаховых пространствах и общие теоремы функционального анализа. Построена новая модель импульсного зондирования морского дна гидролокатором бокового обзора и решены обратные задачи, заключающиеся в определении коэффициента донного рассеяния и функции, описывающей малые отклонения донной поверхности от некоторого среднего уровня. При исследовании обратных задач использовались элементы теории дифференциальных и интегральных уравнений и полученные свойства решений прямых задач для уравнения переноса излучения. Разработан программный комплекс, с помощью которого проведена апробация алгоритмов фильтрации объемного рассеяния в океанической среде на реальных данных, полученных при дистанционном зондировании морского дна гидролокатором бокового обзора.