星系形成研究的目的是理解星系如何与暗晕共同演化。高精度确定暗物质,星系和热气体在暗晕中的分布和相互关系将对解决这一问题提供重要帮助。本博士论文的主要工作是研究如何通过星系-星系引力透镜和Sunyaev-Zeldovich(SZ)效应测量星系群级别暗晕中不同物质组分在空间分布上的关联。　　 在星系-星系引力透镜方面,本论文讨论了基于星系群表研究星系-星系引力透镜的方法。我们借助Sloan数字巡天数据中建立的星系群表重构了近邻宇宙的物质分布,并在此基础上计算了不同亮度,不同形态星系样本的引力透镜信号。这一理论计算结果和SDSS观测数据很好的符合,并且,我们发现引力透镜信号强烈依赖于宇宙学参数的选取:SDSS观测数据明显偏向基于WMAP3-year宇宙学参数的计算结果,而基于WMAP1-year宇宙学参数的计算则给出显著偏高的估计。随后,我们检验了紧致函数选取,暗晕三轴性分布,以及“中心偏移现象”对结果的影响。在这一工作基础上,我们讨论了通过星系一星系引力透镜限制子暗晕物质分布的可行性,发现下一代星系巡天能够较为精确的限制子暗晕的性质。在相关的合作工作中,我们从暗晕模型的角度出发,通过引入条件光度函数构建了解析计算星系一暗物质相关函数的方法,并计算了不同亮度星系周围的引力透镜信号,结果也与SDSS观测很好的符合。　　 本论文的另一部分讨论了通过SZ效应研究星系群中热气体分布的可能性。我们考察了在不同的气体状态模型情况下的SZ信号强度,并讨论了利用叠加SZ观测的方法,Planek,ACT,SPT等大型SZ巡天能够达到的信噪比。我们发现,通过叠加不同星系群的SZ观测,人们不仅可以研究大质量星系团中热气体的性质,甚至可以探测质量～1013h-1M⊙的星系群中热气体的性质。更进一步地,我们讨论了从星系-SZ相关函数观测中提取星系群热气体分布信息的可行性。通过引入条件光度函数,我们将星系-SZ相关函数和热气体分布以及星系分布联系起来,建立了一套解析公式。我们计算了不同亮度区间星系周围的SZ信号,并讨论了从近期SZ巡天数据中提取这一信号的可能性。这一方法可以帮助人们细致的研究星系群中的热气体分布,精确限制热气体模型参数,最终对理解星系演化提供重要信息。