【摘 要】
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随着工业污染及突发性污染事故的危害日趋增大，污染气体在事发现场及周边的分布情况对于泄露位置勘查和污染扩散态势的评估来说至关重要，也是制定应对方案和后期污染成因分析的
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随着工业污染及突发性污染事故的危害日趋增大，污染气体在事发现场及周边的分布情况对于泄露位置勘查和污染扩散态势的评估来说至关重要，也是制定应对方案和后期污染成因分析的重要依据。目前国内对于污染气体空间分布的成像遥测一直缺乏便捷有效的方法。 针对此现状，论文研究了污染气体的傅里叶变换红外光谱被动遥测方法和应用，通过深入研究红外辐射被动探测与空间扫描技术、伪彩色图像生成与融合技术相结合，将光谱数据、空间位置参数和可见光背景图像综合应用，设计研制了污染气体FTIR被动扫描成像遥测系统。对该系统进行了外场验证实验。 研究了污染气体红外辐射传输模型及柱浓度反演算法。首先采用基于亮温的定标方法，实现光谱的高动态范围校准。其次，在辐射校准的基础上，研究了基于辐射传输模型的大气透过率反演算法，通过假定大气局部热平衡，根据大气吸收特征，提取大气背景和路径辐射亮度，并实时计算大气透过率。进而针对透过率光谱采用非线性最小二乘光谱拟合算法对污染气体柱浓度进行了反演。最后计算了系统在不同背景辐射亮温和污染气体辐射亮温环境下的柱浓度检测下限，分析了仪器探测能力。 为提高系统输出数据的可视化程度，研究伪彩色图像生成技术，将污染气体柱浓度数据与空间位置参数相结合，生成污染气体柱浓度分布伪彩色图。使用双三次插值方法对图像进行了插值，提高了图像的表观分辨率。采用HSI色彩空间的图像融合算法，将空间位置参数与图像像素对应，实现了柱浓度数据伪彩色图像与可见光背景图像的融合。 通过上述研究，本文结合测量系统装置，编写了系统控制与数据处理软件，以六氟化硫为示踪气体，进行了外场验证实验，分析了实验误差。论文工作表明系统可对大范围区域进行污染气体分布被动遥测，实时生成柱浓度分布伪彩色融合图，从而有助于快速准确判定污染分布态势，在突发性气体污染事件应对决策和安全隐患预警方面具有良好的应用前景。
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