紅外高光譜圖像化學(xué)氣體檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、氣體災(zāi)害對(duì)人類和自然的危害日益加重,由于氣體的物化特性,常規(guī)的探測(cè)手段很難高效的實(shí)現(xiàn)氣體檢測(cè)的目的,紅外高光譜遙感探測(cè)手段能夠反映場(chǎng)景內(nèi)的溫度信息和光譜信息,是災(zāi)害氣體檢測(cè)最有效的手段之一,具有極高的軍事和民用價(jià)值。本文以研究氣體紅外高光譜數(shù)據(jù)的特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn),以氣體的輻射成像模型為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)氣體紅外高光譜數(shù)據(jù)的建模與檢測(cè),為構(gòu)建災(zāi)害氣體的監(jiān)測(cè)體系提供幫助和指導(dǎo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),本文主要進(jìn)行了以下三方面內(nèi)容工作:
　　首先,本文闡

2、述了熱紅外輻射的四個(gè)基本定律,重點(diǎn)對(duì)這些定律進(jìn)行分析,總結(jié)發(fā)現(xiàn)了紅外高光譜成像的部分規(guī)律和推論,并基于大氣成分對(duì)輻射傳輸?shù)淖饔?分析了大氣在紅外輻射傳輸過(guò)程起到的輻射、散射和吸收作用,并研究分析了紅外輻射成像機(jī)理和高光譜成像機(jī)理。
　　然后,研究了氣體紅外高分辨率光譜成像建模與仿真技術(shù)。氣體區(qū)域與周圍環(huán)境的溫度差異,是氣體紅外檢測(cè)的基礎(chǔ),而氣體對(duì)輻射能量的吸收作用是氣體光譜特征成像的根本?；诶什?比爾定律,本文研究了氣體對(duì)光譜輻

3、射傳輸?shù)挠绊?同時(shí)分析了氣體目標(biāo)場(chǎng)景的紅外光譜輻射傳輸模型,并基于此,構(gòu)建氣體光譜庫(kù),進(jìn)行大氣環(huán)境仿真,并構(gòu)建溫度分布模型,通過(guò)對(duì)紅外輻射基本定律的分析,最終完成了光譜范圍8μm-14μm的單一氣體和混合氣體的遠(yuǎn)紅外高光譜仿真研究。
　　最后,分析研究了紅外高分辨率光譜圖像在氣體檢測(cè)方面的應(yīng)用?；诩t外輻射的基本定律,通過(guò)氣體信號(hào)檢測(cè)模型進(jìn)行分析,構(gòu)建出單一氣體和混合氣體的線性檢測(cè)模型,利用匹配濾波器、自適應(yīng)余弦一致性濾波器和自適