易燃易爆液体的实时、远程和动态探测对于保障公共安全具有重要意义，在公安、民航和海关等领域应用前景广阔。研制了基于液晶可调滤光片的近红外光谱成像系统，通过波长优选算法大幅降低了光谱通道数，有效提高了扫描成像速度和数据处理速度，可实现对低速运动的液体危险品的远程和实时检测。利用该系统开展了不同环境下对易燃易爆液体的检测实验，结果表明该系统对静态目标检测精度为100%，对速度小于0.2 m/s的运动目标检测精度高于95%。

针对无人机载设备结构及重量受限的特点, 基于液晶可调谐滤光器件, 设计了一种用于无人机载的高光谱成像光学系统.系统拥有46个通道, 工作光谱范围为可见光到近红外(0.45～0.9 μm), 光谱分辨率10 nm, 焦距81.25 mm, 相对孔径1/2.5, 全视场角12°, 最大畸变量不大于0.12%, 在航高5 000 m时, 地面像元空间分辨率0.4 m, 地面幅宽1 km×0.87 km.系统采用液晶可调谐滤光器整体嵌入式设计, 在无渐晕设计条件下, 得到的光学系统成像质量优良, 均方根最大弥散斑直径不超过5 μm, 成像器件极限分辨情况下的各视场调制传递函数值均不小于0.54.用Zemax的多重结构特性定义和热分析功能, 模拟了系统成像质量, 最终确定系统整体温控25℃±5℃、液晶可调谐滤光器件温控35℃±1℃的方案.在无人机升限范围内(3~6 km), 飞行速度引起的系统像移小于像元尺寸, 无需对像移补偿.

针对遥感高分辨率光谱图像的特点, 提出了一种将纹理信息与光谱信息相结合的分类算法。对传统的局部二值模式纹理提取方法(LBPV)进行改进, 并应用到高分辨率图像的土地覆盖分类中。结果表明, 加入LBPV纹理特征的分类算法具有很好的空间连续性以及较高的分类精度。

介绍了一种基于法布里-珀罗标准具的电光开关，对开关的工作原理进行了分析，并对开关的结构进行了设计。以铌酸锂晶体为例，计算了开关透过特性随驱动电压、激光波长的变化规律。结果表明，在晶体参数相同的情况下，这种法布里-珀罗标准具开关与采用正交偏振片的电光开关相比，可以大幅降低电光晶体的驱动电压，同时还具有较好的选模能力。

为了降低电光开关的驱动电压，采用将铌酸锂晶体置于法布里-珀罗腔内的方法进行了实验研究，得到了电光开关透过特性随驱动电压的变化关系。结果表明，与采用正交偏振片的电光开关相比，法布里-珀罗电光开关的驱动电压大幅降低，由约2.1kV下降到约580V，产生光脉冲的上升沿明显缩短，由284μs减少至128μs。理论计算了法布里-珀罗电光开关透过特性随驱动电压的变化关系，计算结果与实验结果符合得较好。

针对同类传感器多光谱图像的配准，提出了一种快速有效的图像自动配准方法。该方法采用 Forstner算子分别从参考图像和配准图像提取控制点，再利用基于灰度相关的算法匹配同名像点，然后利用同名像点求解仿射变换参数，实现多光谱图像的配准。通过液晶光谱相机成像实验对该方法进行验证，结果证明了该方法处理速度快，配准精度高。

研究了温度对法布里-珀罗铌酸锂电光开关性能的影响。理论分析结果表明, 铌酸锂晶体折射率热变化引起的光程差变化要比线性热膨胀引起的大一个量级, 而电光效应热变化引起的光程差变化则比前两者的小得多。折射率随温度的改变是晶体温度升高造成光程差变化的主要原因, 进而使法布里-珀罗电光开关透射峰的中心波长发生漂移, 失去对光束的调控能力。可以通过在铌酸锂晶体上施加直流电压或者在法布里-珀罗腔中加入液晶波片的方法对温度的影响进行补偿。

利用向列相液晶材料的电控双折射效应, 研制了用于可见光波段光谱调谐的大口径液晶可调滤光片, 透过光谱测试表明, 该滤光片在可见光波段(420～700 nm)以20 nm光谱分辨率可实现连续调谐和任意波长选择。 利用该滤光片搭建了一种小型光谱成像系统, 并在实验室内对若干样品进行了测试, 结果表明, 该系统可同时实现高图像分辨率和高光谱分辨率光谱成像, 具备高、 超光谱分辨率光谱成像的应用潜力, 在生物医学、 环境保护和资源探测等领域具有较好的应用前景。

构建了一种结合光谱特征和纹理特征的多光谱影像决策树分类方法。以Landsat-7影像作为试验数据，通过分析Landsat-7影像的光谱特征值及NDVI、NDWI和NDBI特征值，确定各类地物的综合阈值，同时运用灰度共生矩阵对影像进行纹理信息提取，得到对比度、熵、逆差矩和相关性等纹理特征图像。在此基础上，运用决策树分类法对Landsat-7影像进行分类。结果表明，结合光谱特征和纹理特征的决策树分类方法，相比传统的最大似然法和决策树法，具有更高的分类精度。