太平天国侍王府壁画是中国南方壁画的典型代表, 具有重要的历史、 文化和艺术价值。 历史上曾对多幅壁画进行过化学保护, 部分壁画表面形成了一定厚度的有机物涂层, 分析研究壁画保护修复材料成分对于文物保护具有重要的理论和现实意义。 由于文物的珍贵性与不可再生性, 原位无损分析技术的研究和应用是未来文物分析的发展趋势, 基于便携红外光谱仪的反射红外光谱技术是对文物表面材质较为理想的无损分析手段。 利用反射傅里叶变换红外（FTIR）光谱对侍王府壁画的地仗层和表面修复材料涂层进行了现场原位无损分析, 这在我国古代壁画及其保护修复材料分析中属首次。 首先测试了无涂层壁画白色背景位置反射FTIR光谱, 并与标准无机矿物光谱比对确定了壁画地仗层成分主要为方解石和生石膏。 在此基础上, 分析了无涂层和有涂层壁画表面的红外反射特性及地仗层化学成分对表面涂层反射FTIR光谱测试的影响, 探讨了应用Kramers-Kronig（K-K）变换处理数据的可行性, 确定了K-K变换的应用范围, 分析了壁画涂层K-K变换后反射光谱与衰减全反射（ATR）光谱的差异, 并通过显微ATR FTIR光谱和热裂解气相色谱质谱联用（Py-GC/MS）技术分析验证了原位反射FTIR光谱测试结果的可靠性, 扫描电子显微镜（SEM）测量了涂层厚度, 证明不同厚度涂层均能得到可解析的高质量反射FTIR光谱。 最终确定侍王府壁画曾使用过聚醋酸乙烯酯、 聚二甲基硅氧烷和三甲树脂三种高分子材料进行过表面加固, 并得出壁画保存现状和修复材料及涂层厚度有较大关系。 证明了基于反射模式的FTIR光谱技术能准确有效地获取文物表面有机物和部分无机物成分信息。 该方法对表面有机涂层尤为敏感, 是壁画类文物较为理想的无损分析方法, 在壁画保护研究领域具有十分广阔的应用前景。 同时, 该研究弥补了我国壁画类文物表面有机物原位无损分析的不足, 为该领域研究提供了一条新思路。

多光谱摄影图像调查技术, 基于不同物质对不同光谱吸收与反射的差异及不同波段单色光谱有相应的灰度偏向, 以单色光谱灰度图像经伪彩色强化, 可作为一种绘画材料普查方法。 这种方法的应用首先需要建立相关遗址绘画材料多光谱图像标准, 以此为基础才可以通过多光谱伪彩色等图像对壁画中漫漶壁画、 相近色相颜料及无法观察的有机材料做前期普查, 为后期高精度仪器的进一步调查提供参考。 采用已知敦煌壁画中常用29种绘画材料制作标准颜料色板, 通过规范多光谱拍摄程序和优化多光谱拍摄条件, 在250～1 300 nm之间获取各种颜料在不同光谱区域的反射及荧光图像, 再经过后期科学的图像校正及红外、 紫外反射伪彩色图像合成, 初步建立敦煌壁画颜料多光谱图像标准数据库。 对真实壁画进行多光谱拍摄, 将获取的可见反射、 红外反射伪彩色和紫外反射伪彩色图像与标准数据库图像进行交叉对比, 并采用便携式显微镜、 便携式X荧光、 近红外光谱等分析技术验证所获取的多光谱分析结果, 表明壁画颜料多光谱图像标准数据库的建立, 作为一种新型无损检测辅助方法, 可通过多光谱图像对敦煌壁画颜料前期鉴别、 推断绘画材料属性以及获取颜料分布状况等信息。 绘画材料光谱图像数据库的建立可提高常见绘画材料类别及范围的前期调查效率和可靠性, 是一种有效的颜料面集调查辅助方法。

多光谱成像技术集数字成像和光谱测量技术于一体，是一种记录光学信息的新型无损分析技术。基于对国内外文化遗产领域多光谱成像技术研究现状的分析，使用自行搭建的多光谱成像系统对敦煌壁画颜料模拟试板和现代国画在300~1000 nm 范围内进行光谱图像采集，检验多光谱成像系统的适用性。结果显示多光谱图像能对外观相近的不同颜料做出快速区别，结合激光显微拉曼光谱技术，可进一步识别样品中颜料的种类；同时，多光谱图像还能够揭示具有紫外激发可见荧光特性的物质分布、画稿中的底稿信息、水渍痕迹等信息。实验表明多光谱成像技术可以有效获取彩色艺术品的多样化信息，在彩色艺术品研究领域具有良好的应用前景。

由于块状固体标准玉石样品的缺乏, 造成了便携式X射线荧光分析技术(pXRF)利用工作曲线法对玉石文物样品进行无损定量分析的困难。试图寻找一种pXRF可采用, 但不需要块状固体玉石标准样品的定量分析方法。选取24件软玉样品, 其中17件为校准样品, 7件为测试样品。所有软玉样品利用质子激发X射线荧光分析技术(PIXE)获得定量分析结果。根据校准软玉样品的PIXE定量分析结果建立兴趣元素的工作曲线, 利用工作曲线对测试软玉样品进行定量分析;然后, 利用pXRF对所有软玉样品进行定性分析, 获得其定性分析图谱, 利用校准软玉样品的定性分析图谱和PIXE定量分析结果, 采用最小偏二乘法对测试软玉样品兴趣元素含量进行分析。最后, 将工作曲线法、PLS方法和PIXE的定量分析结果进行了相互对比。通过误差分析, 评估了工作曲线法和PLS方法定量分析软玉样品的精确度。结果表明, PLS方法可以代替工作曲线法对玉石类样品进行定量分析。