近红外光谱是一种有竞争力的，非侵入式的用于探测人脑活动的脑成像技术(fNIRS)。它以神经活动与血氧变化的紧密联系为前提来通过测量血氧变化观测人脑的神经活动。对比现代的脑成像技术，例如功能核磁共振(MRI)和正电子发射断层扫描，近红外脑功能成像则有一些明显的特性。因为它能够观测一些特殊被试的脑活动比如儿童，老年人，以及精神病人。两种模态所要求的实验环境不适用于这些被试。比如说儿童在实验过程的头动在现实中是很难抑制的，以及比较狭小设备空间对人造成的恐惧感。　　然而fNIRS作为一种经颅脑成像技术，仅通过其本身无法知道所测量区域解剖位置的。这样会导致两方面的问题，从个体测量角度来看fNIRS并不能确定或者是指导所测量的脑部位置。从群体角度来看，fNIRS数据无法配准到常用的标准脑空间以便于数据的组上分析。已有的研究包含三种不同的方法来解决上述所提到的问题。　　1)通过先验的10-20系统颅脑对应信息来确定fNIRS所观测的大概位置是一种不需要借助而外设备就能实现的方法。但是10-20系统比较稀疏，只能够适应单导fNIRS的情况，除此之外10-20系统的测量过于复杂不利于实际操作。 2）在理想情况下，假设能测量到被试的MRI结构像以及有3D定位仪。通过建立被试头上标记好的三个点（鼻凹，以及两耳乳突）与MRI像上这三个点的变换关系，把fNIRS上的导对齐到个体MRI空间，并把这些导投影到大脑皮层上，进一步得到每个导对应的测量位置的坐标。然而这种方法会限制fNIRS在某些特殊领域的应用，比如婴幼儿发育，以及临床心理等。　　3）基于独立的结构像数据库以及10-20系统标记空间坐标，旦一平太所领导的小组提出了一种概率配准方法。　　在这三种方法中，方法3）提供了一种既能避免采集被试结构像同时又能提供比较高精度的解决方案。它比较理想的解决了fNIRS测量定位以及空间配准的问题。然而这种配准方法需要在被试头上测量4个基准点以及10-20系统点，这个测量过程是一个非常复杂且耗时的过程。因此这种方法的可靠性以及耗时都极大的影响了它的实用价值。在本论文当中提出一种基于表面重建的稀疏采样方法（下文起都简称S3R方法或算法）来自动地解决快速可靠标记10-20系统点。模拟实验说明本文中的方法在不同的被试，以及不同的10-20系统空间位置上都有比较高的精度。真实实验展示出了S3R方法只需要2.2分钟左右就可以得到10-20系统点标记，传统手动标记则需要27分钟左右。同时S3R方法的主试间重测变异只有传统手动方法的一半。