软X射线谱学显微光束线站是上海光源首批成功建造并对外开放的七条光束线站中唯一一条在软X射线波段并利用了椭圆偏振波荡器的光束线站,具有30纳米高空间分辨率和在250eV附近接近18000的能量分辨率。能量范围从192eV到2182eV,覆盖了C,N,O,F,Na,Mg,Al,Si等元素的K吸收边和P,S,Cl,K,Ca,Fe,Cu,Zn等元素的L吸收边。含有这些元素的物质对于生命科学、环境科学和材料科学都具有重要的意义,是这些学科的重要研究对象。该线站目前已经运行2100小时,接待了42个课题组,并且取得了一些很好的结果。这些用户在该线站用多种实验方法开展了很多实验,如何从所得到的大量实验数据中准确地获取样品中感兴趣元素在30nm尺度下的空间分布,这一问题需要借助于有效的数据分析方法来得到解决,因此数据分析方法的建立和完善就显得尤为重要；同时,很多用户在实验中有一些特殊的要求,所以后期的实验数据处理就要做出相应地调整,以满足不同用户的特殊要求,这就需要我们建立一套属于我们自己的数据处理方法。　　 本论文的研究建立了一套完善、有效的相比双能衬度元素分析方法,并开发出相应软件,该软件已经投入了线站的实际应用中。本论文首次在理论上给出了衬度阈值的清晰定义和准确的计算方法,并能根据仪器涨落对阈值进行定量修正,克服了相减衬度法选取阈值的不明确性和随意性的缺点,消除了传统的相减法结果中的大部分噪声,找回了由于传统方法阈值定义的不准确性和随机性所导致的元素分布被湮没的那一部分信息,使元素在30nm高空间分辨率下的分布信息更真实可靠。同时本论文建立了分窗口相关的图像配准算法及相应软件,可对样品沿Z轴移动过程中扫描出来的图像在X,Y方向的漂移进行精确的校正,为后续实验数据处理的精度提供了有效保障。该配准算法的建立还为以后将要展开的用图像序列实现超分辨的研究准备了关键的一步:亚像素级图像的配准。　　 本论文的研究还改进了主成分分析软件在计算主要成分权重时的算法,使主要成分数目的选取更确定；完成了堆栈分析软件、主成分分析软件和聚类分析软件的编写工作,用IDL语言开发出了属于我们自己的源代码,增加了数据处理的灵活性和主动性,为后续新的数据处理方法的研究建立了良好的基础,能根据我们自己或用户的需要,对算法及源程序进行非常方便的修改,以达到软X射线谱学显微实验研究的各种目的。