光谱检测方法具有快速、准确、信息含量丰富的特点,对光谱数据实时处理及有效利用是光谱技术应用的关键问题。常规矿物成分分析中,通过将测试结果与光谱指纹库的对比分析,可精确测定某种元素含量；对地多光谱检测或遥感技术等领域,则通过与目标光谱曲线和地物特征的对比,获得地面目标现状及演变结果。上述两种光谱应用的数据处理方法相对比较成熟,有许多学者对此进行了专题研究。而在物质均匀性测定方面的研究较少,目前主要采取人工判别或利用方差分析进行重复检验的方法,获取结构信息,过程相对冗长。 上述处理过程中,适宜的数据处理方案始终是限制工作效率的瓶颈,借助于现代计算机和信息处理技术,实现反映物质均匀特征光谱(尤其是高光谱)数据的快速提取及处理是该领域的一个研究难点。 因此,以光谱特征数据提取为目标,以反映物质特征的均匀性检验为主要研究对象,基于统一建模语言UML(Unified Modeling Language)并采用Rational Rose建模工具构建分析模型,建立面向对象应用的特征光谱数据处理系统,并对主要模块进行分析和仿真实验,获得针对特征光谱检测的一种分析方法,并通过典型的应用(如光学膜光谱均匀性)验证研究工作的适宜性和有效性,主要研究工作包括： 1、通过对常规光谱系统的分析与研究,了解现有光谱分析技术的特点及局限性。针对反映物质均匀性结构的光谱特征信息,深入探讨了面向对象的数据处理的一般原则； 2、为实现面向对象的光谱数据的快速分析方案,以UML为基础并采用Rational Rose建模工具建立模型,初步建立了面向对象应用的光谱数据处理系统,给出了数据处理过程及一般应遵循的基本原则； 3、在已建模型的基础上,通过分析核心事件流程,指出模型的结构特点,考虑到光谱数据量大,空间维与光谱维相结合的特点,从特征信息分析入手,对反映物质均匀性的特征信息检测及未知光谱估计两个子用例建立数学模型。模型借助光谱信息与区域化变量的相似性,利用变差函数描述空间结构,选取球状模型进行分析,所得参数与物质特征具有良好的相关性,结合多波段总体分析全面得出物质信息。 4、通过对具有共性特征的五氧化二钒薄膜的光谱数据分析,表明本文建立的数学模型及系统,能够有效应用于一般意义的光谱图像分析。文章最后探讨了研究结果在其他相关领域,如地表污染分布的光谱检测、区域遥感光谱图像分析等方面应用的可能性。