光谱成像是一种将光谱分析和图像分析相结合的光学探测技术。自上世纪80年代起，经过近30年的发展，它已经被广泛地应用于航天航空遥感、工业、农业、环境与灾害监测、大气探测以及军事应用等多个领域。鬼成像是一种全新的计算成像技术，成像时以目标为信号源，先通过参考光场对目标进行调制，而后通过计算对获取的数据进行解调，得到目标的图像信息。压缩感知理论是一种全新的信号采集、编解码理论，本文所介绍的基于相位调制的被动热光源多光谱鬼成像技术将鬼成像技术、压缩感知理论与光谱成像相结合，在成像光路中引入空间随机相位调制器，进行目标物体三维图谱信息数据的调制和压缩，然后利用探测器获取的二维混叠信号进行三维图谱信息的重构，实现了通过单次曝光同时获取目标物体的三维图谱信息。这种光谱成像技术具有光能利用率高，成像时间短，系统结构简单等优势。同时，由于在成像过程中同步进行了数据的压缩和采样，极大的减小了数据量，降低了数据存储和传输的压力。　　本文的内容主要包括:　　1、对多光谱成像的分类、分光技术做了简单的介绍，并说明了光谱成像技术目前遇到的瓶颈以及发展趋势。　　2、简要介绍了鬼成像技术和压缩感知的基本理论，及通过压缩感知理论进行数据采集时常用的测量矩阵，并介绍了压缩感知成像技术的发展历史和研究现状。　　3、介绍了一种基于相位调制的被动热光源准单色鬼成像技术，进行了成像过程的数值模拟，验证了该技术的可行性，提出了一种标定方法，用以快速准确的获取这种成像系统的测量矩阵，分析了应用这种技术的成像系统的空间分辨率以及信噪比与系统参数的关系，还制造了原理样机，进行了一系列的室外实验。　　4、在基于相位调制的被动热光源准单色鬼成像技术的基础上，介绍了一种基于相位调制的被动热光源多光谱鬼成像技术，通过数值模拟验证了其成像原理的可行性，并分析了其光谱分辨率与系统参数的关系，还进行了成像实验，实现了通过单次曝光获取目标物体的三维图谱信息。