成像光谱仪所获取的图像数据为高光谱图像，它是三维立方体数据，同时包含二维空间信息和一维光谱信息。高光谱图像数据量巨大，必须进行有效压缩才能便于传输和存储。高光谱图像又是用于地物光谱分析的重要数据源，有损压缩势必丢失有用信息，因此应当进行无损压缩。本文对高光谱图像无损压缩方法进行了研究，采用了基于预测与JPEG2000的压缩算法。第一，介绍了图像压缩原理及基本算法。首先，给出了图像压缩的信息论基础和常用的熵编码；然后，分别对三大类压缩算法（预测算法、变换算法和矢量量化算法）原理进行了介绍，并着重介绍了JPEG2000标准；最后，给出了压缩算法质量评价方法。第二，进行了高光谱图像无损压缩方法的分析和实现。首先，分析了高光谱图像的空间相关性和谱间相关性，为压缩提供指导；其次，从信息论的角度给出了高光谱图像无损压缩的可行性；最后，采用了三种压缩方法进行高光谱图像无损压缩，通过压缩效果对比得出基于预测与JPEG2000相结合的三维压缩方法能够获得更高的压缩比（2.06）。第三，编写了基于MATLAB GUI的高光谱图像分析及压缩软件。该软件的分析模块可以实现高光谱分析和相关性（包括空间相关性和谱间相关性）分析；压缩模块可以实现一阶线性预测无损编码、JPEG2000无损编码和二者相结合的无损编码。实验结果表明，该软件可以具有操作简单、功能准确有效等优点。第四，进行了凸面光栅成像光谱仪图像数据实时压缩系统设计。首先，介绍了凸面光栅成像光谱仪，给出了其光学结构和成像原理；其次，经算法分析，给出了基于一阶线性预测与JPEG2000相结合的压缩方案的具体实现流程；最后，根据系统设计方案进行了各功能模块的原理图和PCB设计，性能分析表明该系统满足图像数据实时压缩要求。