随着现代遥感技术的快速发展, 遥感影像变换检测技术受到重视并被应用到地理国情检测、 土地调查、 生态系统监测、 食品安全保障和**侦察等领域。 高光谱影像所具有的更精细的光谱分辨率以及多时相高光谱影像所提供的更加丰富和更为详细的光谱变化信息为进一步精细判断地表的变化提供了可能。 然而高光谱影像高复杂度的数据结构、 高维度的数据特征、 高冗余信息, 以及不同时相光谱信息对环境的敏感性极大地增加了多时相高光谱变化检测的难度。 文章以变化检测过程中所涉及的技术手段为主线, 首先从六个方面对多时相高光谱影像变化检测的研究动态及现状进行分析, 包括: (1) 基于高光谱影像间广义相似度度量的传统高光谱影像变化检测方法, 该类方法主要沿用了高光谱影像出现之前多光谱变化检测的技术路线; (2) 基于降维的高光谱影像变化检测方法, 该类方法主要为克服高光谱影像所具有的高维度、 高冗余等特性给变化检测带来的不良影响而展开; (3) 基于统计建模的高光谱影像变化检测方法, 该类方法通过对高光谱影像的统计特性和多维度相关性进行挖掘和建模来确定各像元的变化属性; (4) 基于分类方法的高光谱影像变化检测方法, 该类方法将图像的分类策略引入到变化检测过程中为获得“from-to”类型的变化信息提供保障; (5) 基于光谱解混的高光谱影像变化检测方法, 该类方法主要面对高光谱影像低空间分辨率所带来的混合像元问题如何提取精细的变化信息而展开; (6) 基于深度学习的高光谱影像变化检测方法, 该类方法通过将深度学习技术应用于多时相高光谱变化检测中而产生的一类新兴而具有发展前景的变化检测技术。 进一步, 对目前多时相高光谱影像变化检测中面临的挑战性问题进行了提炼和分析展望。

以广义惠更斯-菲涅耳原理为基础,推导高斯谢尔模型光束在生物组织中的光谱解析表达式,并利用归一化光谱和相对光谱移动,研究高斯谢尔模型光束在生物组织中传输时的光谱变化。结果表明:高斯谢尔模型光束在生物组织中传输时会出现光谱蓝移、红移及跃变,且与离轴距离、传输距离、生物组织类型(不同的折射率结构常数)及空间相关长度有关;随着传输距离增大,折射率结构常数增大,即生物组织湍流越强,空间相关长度越大,光谱跃变位置越远,跃变量越小,即光谱跃变现象越弱,光谱红移转变为蓝移的传输位置越远;折射率结构常数和空间相关长度越大,光谱跃变对应的离轴距离越大,即跃变的观察点到传输轴的距离越大。

采用数值模拟方法研究了受到高斯光阑限制的啁啾高斯脉冲在色散介质中的光谱特性。建立了色散介质中受高斯光阑限制的啁啾高斯脉冲模型，推导出了脉冲功率谱表达式。以功率谱表达式为基础，仿真分析了高斯光阑半径、啁啾参数、传输距离和离轴半径等因素对光谱特性的影响。结果表明，啁啾参数对光谱的影响只取决于其绝对值，啁啾参数使近场光谱偏离高斯分布，高斯光阑的限制可有效抑制这种偏离。啁啾参数绝对值越大，远场光谱在传输方向上衰减越慢，在离轴方向上衰减越快，能量越向光轴集中。相比无高斯光阑限制，带高斯光阑限制时，光谱在传输方向上衰减更快，在离轴方向上衰减更慢，且在离轴方向上，红移量和谱宽压缩量均明显减小。随着传输距离增大，轴上光谱蓝移，且在远场趋近于高斯分布，中心频率趋近于一个渐进值。

运用部分相干光基础理论和广义衍射理论, 从理论上主要研究了多色部分相干光经过多缝系统后的光谱变化和光谱开关现象。讨论了多色完全空间相干光经菲涅耳波带片衍射后, 光学奇点附近的光谱变化和光谱开关现象, 并且运用Mathcad数值计算软件对光谱变化和光谱开关现象在不同参数下进行研究。根据以上理论和实验研究结果, 描述了光谱变化和光谱开关在信息编码和传输中的潜在应用。

从部分相干光束的传输定律出发，得到了部分相干光束刀边衍射时的远场光谱的表达式。根据该表达式对衍射场中的光谱进行了理论研究。研究的结果表明：衍射场中的光谱将随着观察点位置而改变，并且对于固定观察点，其光谱将随着相对空间相干度以及光束透过率的变化而变化。

在光传播空间中引入的光阑会对光谱的传播产生影响。以一个常用的光谱测量系统为模型，对系统中的光阑对光谱变化的影响进行了深入的研究。研究结果表明，狭缝的衍射和透镜的色差以及光源的空间相干度的变化都有可能使衍射场中观察点的光谱出现变化，并且这种变化与观察点的空间位置有关。这种相关诱导光谱变化会对光谱的精确测量产生影响。

从部分相干光的传输理论出发,研究了高斯-谢尔模型(GSM)光束通过光阑像散透镜传输轴上的光谱变化规律.结果表明,与光源光谱相比,高斯-谢尔模型(GSM)光束通过光阑像散透镜传输轴上光谱发生了中心频率的移动,这种现象被称为光谱位移.详细分析了透镜的像散、光束的空间相关性和光阑的截断参量对光谱变化的影响.数值计算表明,这些参量会对光谱移动产生比较大的作用.