多波段、超光谱图像实时获取及融合技术是获取地面景物影像和光谱信息的有效手段，是近年来遥感图像信息获取和处理发展的一个重要方向。当前遥感采用的多波段及超光谱成像技术尚存在若干弊端，比如系统复杂庞大，多波段图像融合困难，只能获得静态、较强辐射的超光谱图像等等。本文课题获得了国家自然基金项目“多波段、超光谱图像实时获取及融合技术的研究”的支持，在充分研究和分析θ调制成像和超光谱成像以及图像假彩色化融合的相关理论和技术的基础上，以多波段、超光谱图像信息的实时获取及融合为研究对象，研究一种能获得定态、动态和弱辐射景物多波段、超光谱图像的新型光学对地观测技术。 主要研究工作如下： (1)研究采用多波段θ调制技术用于多光谱照相；根据多波段θ调制技术设计了全光调制器TOCM的多光谱相机，可用一个镜头代替三个波段镜头，可同时获得相同场景三个波段信息，大大降低设备的重量及复杂度，克服了传统图像融合中配准难的缺点，实时性好。 (2)研究了数字滤波模板的多波段θ调制数字解码方法。实验验证了多波段θ调制用于多光谱照相的可行性并讨论了对其进行波段扩展的方法。 (3)研究了一种基于小波变换的图像融合方法，用于θ调制可见光波段解码图像与红外波段图像融合，该方法具有良好的融合性能和假彩色效果。将探测范围延伸到红外波段，利用可见光波段与红外波段的信息互补性提高系统的时空覆盖范围和目标检测能力。 (4)提出了利用光纤变维器实现超光谱成像的全视场非扫描化干涉型超光谱成像系统新方案，可实现超光谱成像的全视场、非扫描化。设计了该方案的关键器件——光纤变维器、五角棱镜、傅立叶透镜、柱透镜等，建立了全视场非扫描干涉型超光谱成像实验系统，完善了成像光谱仪图像处理软件，实现对获得的干涉图的解码。模拟实验表明其光谱分辨率达到了超光谱所要求的10-2λ。 (5)研究了多波段照相、超光谱成像光谱仪系统硬件及软件融合方案，设计了硬件融合结构和软件融合图像处理软件。为研制多波段、超光谱成像光谱仪奠定了理论和技术基础。