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本文主要研究了非侧向旋涡星系盘的等效厚度、星系盘的倾角、旋臂的紧卷参数和禁区半径，以及相关参数之间的统计关系，并且研究和探讨了一种通过星系盘等效厚度来获得面向(face—on)旋涡星系盘质光比的新方法。旋涡星系是盘状星系的一种，其星系盘的厚度是星系盘三维模型中最基本也是最重要的参数。能够测量或计算出这个参数，不仅可以建立旋涡星系的三维结构模型，而且对于星系动力学和星系演化的研究具有重要的作用。对于侧向(edge—on)盘状星系的星系盘等效厚度测量方法，国际上早已给出，即根据侧向盘表面亮度分布的数据拟合来获得厚度参数，是较为容易获得的；而对于非侧向(non-edge—on)或面向(face—on)的旋涡星系，通过测光的方法来获得星系盘的厚度参数极为困难。本文研究了在旋涡星系中、对数螺旋型物质密度扰动情形下的有限厚度星系盘Poisson方程的严格解，并通过严格解给出了星系盘的等效厚度公式，如果我们得知了旋涡星系盘的倾角、旋臂的紧卷参数和禁区半径，就可以通过厚度公式计算得出星系盘的厚度参数。因为有星系盘倾角的存在，星系的观测图像实际上是星系在天球平面的投影图像，并非星系的面向(face—on)图像。很多的关于星系的物理参数都需要得到星系盘倾角的修正，因此得到较为精确的星系盘倾角，是我们至关重要的工作。我们通过直接在星系图像上拟合旋臂的对数螺旋曲线，并且结合星系盘长短轴的测光数据来获得较为精确的星系盘倾角和旋臂的紧卷参数。旋臂的禁区半径是一个极其重要的参数，它将直接影响到其它参数测量和计算的准确性。本论文中，对于fance—on旋涡星系，我们提出一种新的测量方法(方法一)，即：在原星系图像上扣除核—盘测光的背景模型，在剩余旋臂图像上获得旋臂禁区半径以及拟合旋臂的紧卷参数，这样大大减少了星系核球的光污染和人为测量的偏见和习惯，提高了测量的精度。此方法也可以在非光学波段用于对星系核球的研究。
本文在得到星系盘等效厚度的基础上，研究和探讨了一种通过旋涡星系盘等效厚度、z向速度弥散度分布以及星系表面亮度的分布来获得面向(face—on)旋涡星系盘质光比的方法。我们用此方法计算了两个旋涡星系(NGC1566和NGC5247)的质光比，得到的结果不仅比Bottema(1992)和Van der Kruit&Freeman(1986)给出结果的范围要小，而且我们得出结果的范围基本上在他们给出的范围之内。本文测量和计算了108个旋涡星系盘的等效厚度及其相关参数，其中有17个旋涡星系(第一和第七章中)做了5个不同波段(u、g、r、i和z)的数据，其余的星系选定作了g波段的测量和计算。我们对这些参数之间的关系进行了统计和分析，其中的主要结论有：
(1)旋涡星系的旋臂禁区半径越大，星系盘的等效厚度越厚，扁度值也越大(扁度值越小星系盘越变平)；并且星系盘的绝对厚度越厚，其扁度值也越大；
(2)星系盘的直径范围越大，星系盘就越厚，并且旋臂禁区半径越大。星系盘绝对厚度是同星系盘直径大小同步增长的；
(3)旋涡星系的禁区半径有随Hubble序列参数增大而减小的趋向；
(4)有较大禁区半径旋涡星系，其旋臂的切向角较小，即紧卷参数较大；
(5)星系盘的等效厚度和直径与绝对星等线性相关，星系盘等效厚度越厚、直径越大，其绝对星等越小，即光度越大；而星系盘的扁度与绝对星等关系不大，这可能是由于星系的绝对星等与星系的体积或大小有关，而与星系盘的扁度无关。旋臂禁区半径与星系的绝对星等有较好的相关性，禁区半径随着星系的绝对星等减小而增大，即禁区半径越大的旋涡星系，其光度越大。