电阻层析成像技术作为电学层析成像技术的一种,是20世纪80年代后期逐渐发展起来的新型截面电导率参数检测技术。由于具有非扰动,响应速度快,成本低以及结构简单等优点,电阻层析成像技术在许多研究领域中备受关注。电阻层析成像重建问题是具有高度非线性和病态特性,图像的精确稳定重建很难实现。广泛接受的处理思想是:充分利用各种先验信息,选择尽可能少的未知参数量。本文利用被测介质常电导性质的先验信息,将电阻层析成像电导率重建转化为介质边界的重建问题,未知量数目可大幅减少。本文所研究的边界重建方法为定量算法,可从重建结果中方便地得到被测介质的几何分布信息。主要研究工作和结果如下:1.导出了全电极模型下的电阻层析成像敏感场边界积分方程,消去非独立变量,使获得的线性方程组阶数达到最小。与已有的研究相比,未知量数目降低了近50%(理论上极限值)。推导了二阶边界单元解析积分公式及其递推形式,保障了正问题计算的精确性。2.在解析边界单元积分的基础上,给出了Jacobian矩阵计算的直接线性化方法。系统方程的参数组织形式以及QR分解算法的应用保障了Jacobian计算的快速性,而解析公式又保证了其准确性。3.实现了基于Levenberg-Marquardt算法的电阻层析成像边界重建。考虑到重建算法对边界曲线的光滑性要求很高,引入其曲率半径限制条件作为调节阻尼参数的依据。对边界重建算法的稳定性和精确性进行了分析,当被测介质电导率与背景介质差异较大时,重建结果是稳定的,并且可对凸边界曲线进行准确重建;而当其电导率接近于背景介质时,重建稳定性变差。在先验信息不准确的情况下,对边界重建算法经修正逐渐逼近真实曲线的能力进行了讨论。4.针对被测介质为完全导电物体的情形,推导了新的积分方程公式,实现了电阻层析成像边界重建。5.在用边界测量数据直接估计液位的基础上,进行单步边界重建,实现对气液两相水平管流分离界面的更准确地估计。