随着无人机及微小型光谱传感器技术的不断发展,无人机遥感作为一种新型遥感平台,具有成本低、实时性好、操作简单、受天气环境影响小及高时空分辨率等优点,有效弥补了卫星航空遥感的不足。利用无人机搭载光谱成像设备非常适合小范围内遥感数据的实时获取,可用于农业监测、国土测绘、环境监察、交通监控等领域,成为近年来的研究热点。本文设计开发了一种基于关联成像技术的无人机多光谱遥感系统,采用六旋翼无人机平台,利用多光谱关联成像原理样机替代无人机多光谱遥感系统中的传统多光谱相机,使系统的谱段数由传统的4-6个增加到15个,实现了单次曝光获取目标物体的三维光谱图像,完成了相应的外场实验测试研究工作。该系统针对目前传统多光谱成像传感器波段数目有限及波段较宽等特点,较好地解决了无人机遥感中精细定量测量的需求。本文的主要研究内容如下:1.开展了激光主动照明多光谱关联成像实验研究,结果表明:与低照度条件下的多光谱重构图像相比较,采用不同波长激光光源辅助照射目标物体,相应激光波长谱段的重构图像质量得到明显提高。2.开展了运动目标物体多光谱关联成像研究,实验结果表明:随着单帧CCD探测信号电子数均值增加,重构图像相对均方根误差r RMSE值对应减小,重构图像质量提高;当步进电机以30 Hz速度带动目标物体连续运动时,可获得运动目标物体较好质量的多光谱重构图像。3.基于主成分分析方法开展关联成像的数值模拟研究,仿真结果表明:通过对测量矩阵进行主成分分析,利用二阶关联算法重构出原始目标图像,获得了较好的图像重构结果;针对彩色目标物体,采用2048×2048大小的初始测量矩阵,2500次采样即可获得高质量重构图像结果。4.设计了一套基于关联成像的无人机多光谱遥感系统（包括空中系统、链路系统和地面系统）,完成了相关的软硬件系统开发。该无人机多光谱遥感系统操作简便、波段数多、成像速度快、能够实现单次曝光获取多光谱图像,可以根据遥感作业的实际要求实现定点数据采集。5.完成了基于关联成像的无人机多光谱遥感系统外场实验研究,结果表明:地面凝视拍摄和无人机挂载悬停拍摄两组实验重构结果基本一致,验证了该系统主要性能指标达到了设计方案要求。基于室内静态原理性验证实验和室外实验验证了系统的可行性。