电磁层析成像(Electromagnetic Tomography, EMT)是近年来发展起来的新的过程成像技术。它可以获得目标空间内电导率和磁导率的信息,测量时的非接触和非介入的特性避免了电极和物体之间接触电阻的影响,另外还具有结构简单,系统成本低,响应速度快等特点。EMT技术在异物检测、海上油田三相流的测量,食品监测等许多领域中都具有应用的潜力。对正问题和逆问题的研究是电磁层析成像技术研究中的关键。本文从基本电磁理论出发,对EMT的正问题进行仿真及分析,提出改进的剖分方式并进行对比研究。在逆问题的研究中提出了一种基于牛顿法的改进算法以改善非线性方程病态性,并减少介质的非均匀性对成像的影响。所做工作如下：(1)使用基本数学原理及电磁理论对EMT的基本原理进行分析计算。对正问题及逆问题的基本概念进行总结,并确定使用有限元方法进行正问题的计算。(2)使用Maxwell2D软件以有限元方法为基础解决正问题。详细分析成像区域媒介属性、成像对象属性、成像物体的数量、成像物体的位置以及激励线圈的电流大小和激励频率对物场中磁感应强度的影响。研究得到磁感应强度的分布情况,物场中心的敏感场强度及多物体时各个物体间对周围磁感应强度的影响。而后,针对正问题普遍采用的自适应剖分方法,提出采用均匀分割剖分的方法进行正问题研究,以减少正逆问题剖分方法的不一致性并验证其可行性。(3)列举图像重建的线性法、迭代法、优化算法等主要算法,重点描述了线性反投影法和牛顿法。针对非线性方程病态性、非均匀介质对物体成像效果的影响,提出了以牛顿法为基础的改进牛顿法。对不同剖分密度对重建图像的影响进行仿真对比分析,最后,使用24次分割的剖分方式,通过对不同位置以及不同数量的成像对象进行研究,对线性反投影法、牛顿法以及改进牛顿法进行仿真对比分析,验证改进的牛顿法对原方法在多物体成像的位置以及精度的优化。理论分析和仿真结果显示,有限元法和改进的牛顿法在EMT中的应用是可行的。