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全文主要分为两篇。
第一篇系综述部分。主要叙述了激光遥感大气的物理基础，概述了水汽拉曼激光雷达和植物荧光激光雷达的探测原理和应用，并介绍了国内外水汽拉曼激光雷达和荧光激光雷达发展的最新动态。
第二篇系本人的主要研究内容部分。第一，在AML-2车载式激光雷达系统上增加了水汽探测功能，给出了实验探测结果；利用模拟退火算法优化了白天水汽拉曼激光雷达滤波器的参数，为白天水汽拉曼激光雷达滤波器的参数的设计提供了理论依据。第二，在AML-2车载激光雷达上设计了植物荧光激光雷达探测系统，首先验证了荧光信号没有受到弹性散射的影响，也没有出现饱和效应，证明了植物荧光激光雷达的系统参数设计合理；然后研究了不同种类植物的荧光特征，与国外的研究结果进行了对比，结果表明植物荧光激光雷达在植物种类的分辨上具有很大的潜力。第三，开展了激光雷达几何因子的测量研究，提出了利用纯转动拉曼信号反演激光雷达几何因子的新方法，这种方法不受气溶胶分布状况的影响，这为激光雷达几何因子的测量提供新的方法和途径。
本文最后对本人硕士期间的研究工作进行了总结，并给出将来进一步的工作展望。