傅里叶变换光谱成像将成像技术和光谱技术有机结合,利用干涉图像和光谱分布之间傅里叶变换关系,通过对测得的干涉图像做傅里叶变换得到光谱分布,二维图像和一维光谱的结合形成所谓“傅里叶变换光谱成像”,具有超多谱段、高光谱分辨力、高空间分辨力和图谱合一的特点,因此在遥感、生物、天文、环境与灾害监测以及军事领域都得到了十分广泛的应用。傅里叶变换光谱三维成像过程实际上是部分相干光干涉成像过程。由于部分相干的特点,使得相干光在零光程差处的干涉光强达到最大,因此,在傅里叶光谱成像数据中,既包含二维光谱像的信息,又包含物体三维面形结构信息,所以,我们在傅里叶变换光谱成像的基础上,研究了通过干涉序列图获取三维面形数据的算法,将光谱成像技术和部分相干光干涉面形检测技术结合,即能够以高光谱分辨率获取景物和目标超多谱段图像,又能达到纳米量级物体面形检测。再利用色度学原理,将测得的光谱数据进行颜色转换得到在计算机显示系统下的彩色像,进一步通过图像映射技术将彩色像与三维面形相融合,实现了微结构真彩色三维面形重构。通过模拟和实际实验,证实了本技术的有效性。这一技术对于具有彩色信息物体的超光谱精密测量具有重要意义。本论文共分六部分,分别为：第一章、傅里叶变换光谱成像技术发展综述。详细回顾了傅里叶变换光谱成像技术的基本原理和国内外研究现状,而后阐述了本论文研究的工作思路和方向。第二章、二维图像基于傅里叶变换光谱像获取计算原理。包括了傅里叶光谱成像特性分析、一维光谱分布获取算法以及光谱还原中分辨率问题的讨论。第三章、基于傅里叶光谱仪的三维面形计算原理。包括了时间干涉序列强度分布与物体三维面形的关系、面形重构依据以及通过干涉序列图获取三维面形数据算法的研究。第四章、物点光谱分布的颜色描述。详细介绍了颜色基本原理以及色度学原理,重点说明了在本技术方案中颜色系统转换关系,即在计算机显示系统下如何真实反应物体实际色彩。第五章、实际物体真彩色三维面形重构。主要包括两个部分：第一、模拟实验。我们利用MATLAB建立虚拟彩色物体,再模拟了计算过程,最终获得虚拟物体真彩色面形重构结果,验证了理论的正确性；第二、实际实验过程。详细阐述了实验光路的实现原理、实现过程和后期数据处理步骤,实验结果验证了本技术的有效性。第六章、对全论文的总结及进一步需要解决的问题。