高光谱成像系统通过对目标物进行探测,收集目标辐射和反射的电磁波信号,形成高光谱影像。高光谱影像具有光学特性和光谱识别能力,能够有效的进行地表物质分类、识别及信息量化提取。其中,轻小型高光谱成像系统以其安装方便、体积小、重量轻、研制费用低、易于携带等特点,成为未来光谱成像系统发展的一种趋势。因此研发轻小型高光谱成像系统及其成像质量评价非常必要。本文围绕国内外高光谱推扫式成像系统的发展现状,研究和设计桌面型高光谱推扫式成像系统的控制和定标方法,实现成像系统的自动调焦,并对高光谱成像质量进行评价。本文主要工作如下:1、设计了桌面型高光谱推扫式成像系统控制和定标方法。通过控制推扫平台和高光谱相机协同运行,实现成像系统的推扫成像。同时,对成像系统进行波长定标和高光谱影像反射率校正。实验分析表明:集成研发的推扫式成像系统获取的高光谱影像质量好、分辨率高。2、提出了一种基于光谱质量评价的高光谱相机自动调焦方法。该方法通过构造基于四元数小波变换的光谱质量评价函数,计算不同离焦状态下的光谱质量评价值,指导相机自动调焦。实验表明:该方法调焦精度较高,并且仅利用单行光谱数据进行调焦,适用于推扫式高光谱相机的调焦。3、在高光谱图像统计特性、光谱信号度量等质量评价基础上,设计了一种基于提升小波变换的光谱信号质量评价方法。建立高光谱图像质量评价数据集,设计了一种基于深度卷积神经网络学习的高光谱图像质量评价方法。实验分析表明:本文设计的两种评价方法可较准确评估高光谱成像质量,具有较好的主观一致性。4、研发了一款基于C++和QT的桌面型推扫式高光谱成像软件系统。该软件系统包括成像控制模块、相机调焦模块、高光谱数据采集及处理模块、波长定标模块和成像质量评价模块等五个功能模块,可实现光谱数据采集、相机自动调焦、波长定标和高光谱成像质量评价功能。