温度在航空和航天等尖端技术应用中,特别是在工业生产生活等领域涉及的热力学、物理及材料等学科中的重要技术参数,研究开发温度测量手段和提高温度测量精度具有重要的意义。通过解算目标多个光谱辐射亮度以获得真实温度的多光谱测温技术,具有简便、快捷、测温范围广等优点,被广泛应用于多领域的温度数据获取。然而,传统多光谱辐射温度测量过程中采用的逐个单点或有限多个点的测量方法带来了较大的空间冗余和计算复杂度。为了解决这一问题,本文基于普朗克黑体辐射定律,利用八谱段多光谱滤光片阵列（Multi Spectral Filter Array,MSFA）成像的多光谱相机获取电热炉和喷灯火焰的图像,并研究了其光谱辐射特性。建立了利用多光谱相机温度测量装置在成像的同时获取光谱并精准测温的数学模型,实现了温度反演。本文的主要工作如下:（1）温度反演算法研究:由普朗克定律出发,关联光谱辐射测温理论,建立了多光谱相机测温的数学表达式,并由此数学表达式建立了多光谱高温测量方法的操作流程,实现了数据滤波方法和温度反演算法的研究。（2）光谱图像重建方法研究:针对现有的应用于彩色滤光片阵列的去马赛克算法不能直接应用于多光谱滤光片阵列成像系统中的问题,采用了一种基于邻域梯度延伸的图像重建方法,该方法重建的光谱图像在峰值信噪比和视觉对比度方面精度较高。（3）光谱相机标定方法研究:利用高温黑体对多光谱相机进行标定,解算光谱修正函数,进而对多光谱测温方法准确度进行了分析研究。（4）光纤光谱仪与多光谱相机对热源温度场反演对照实验:将上述光谱重建方法和温度反演算法应用至电热炉和喷灯火焰温度场成像反演中,经验证,可以快速准确地获得待测目标温度场。结果表明:基于多光谱相机成像的辐射测温技术,能够实现瞬时火焰温度场测量,所测得温度整体误差大大降低,基本满足了人们对火焰温度场测量实时性和准确性的要求。同时,该基于目标火焰光谱发射率的成像测温方法,与传统的多光谱测温和比色法温度场测量技术相比,在获取温度场信息时,更加直观高效且适用范围更广泛。