利用开路傅里叶变换红外光谱仪进行污染云团遥测时,往往会出现一些未知的干扰物质, 这些干扰的存在使准确地多组分同时定量分析变的很困难。利用标准吸收截面光谱,结合矩阵投 影运算及目标转换因子分析,完成了未知干扰光谱的检出,从而完成多个待测组份的同时定量分析测定。 仿真六氟化硫(SF6 )、甲醇和氨气(NH3 )的混合物光谱,把NH3 作为干扰,预测SF6 和甲醇的浓度程长积 值,预测结果和真实值有相当好的符合度。

在移动平台条件下, 污染气体红外遥测系统无法获取有效的背景光谱。 利用算法扣除红外光谱中的背景信息, 提取目标光谱特征, 是污染气体红外遥测系统在移动平台上应用的关键环节。 提出基于亮温光谱和主成分分析的迭代拟合算法。 相对于传统的亮温光谱法, 该算法降低了亮温光谱法对仪器响应函数的精度要求, 同时结合主成分分析和迭代拟合技术, 可有效提取目标光谱特征。

被动傅里叶变换红外（FTIR）遥感是一种具有应用潜力的生物气溶胶远程探测技术。红外遥感测量中目标光谱特征上往往存在噪声信号和基线漂移。而生物气溶胶的光谱特征相对较宽，传统的基线校正方法都不适用。由于生物气溶胶红外光谱和不同形式的基线漂移都是非高斯信号，把非高斯性作为独立性度量，基于独立成分分析(ICA)技术设计了生物气溶胶红外光谱信号的预处理算法。试验结果表明，该算法可以把未知干扰成分、基线漂移等作为独立分量分离出来，从而不影响进一步的定性、定量分析。

传统热红外遥感探测水面溢油污染时需要大面积洁净水域与污染水域进行辐射对比, 并且通过红外影像无法鉴别溢油种类。 为了能够及时了解某一水域的溢油污染程度以及溢油的种类, 文章提出了差分偏振FTIR光谱法探测水面溢油污染。 该方法通过获取分析目标在水平和垂直两个偏振方向的偏振强度差谱对目标实现探测, 具有很好的时效性。 文章分析了差分偏振FTIR光谱探测的辐射传输模型, 并在室外对水面0号柴油油膜和SF96油膜进行了差分偏振FTIR光谱探测实验。 实验结果表明该方法不需要大面积洁净水域进行辐射对比即可直接对水面溢油污染物进行探测, 并且通过分析差分偏振FTIR光谱中的光谱特征可以识别水面溢油的种类。 该方法弥补了传统热红外遥感探测水面溢油污染的局限性。

从红外遥感辐射传输理论出发,利用二流近似方法,建立了包含散射影响的生物气溶胶被动红外探测模型;从理论上阐明了气溶胶对四周辐射的散射对生物气溶胶被动红外探测的影响。以某微生物孢子气溶胶为对象开展探测原理试验,研究了生物气溶胶红外光谱特性。给出了生物气溶胶室内吸收池试验结果,用辐射传输模型解释了试验现象。通过试验验证了探测模型的合理性、有效性;结合探测模型和室内试验结果,也可为外场试验的开展提供参考。

为消除小波分解过程中的边界效应，给出了一种基于多项式拟合的边界延拓的新方式。该延拓方式首先对信号边界处的N个点进行M阶正交多项式拟合，将信号在边界处的低频变化规律用正交多项式表示出来，再利用得到的边界处的低频变化规律对信号进行延拓，从而减少了边界处引入的突变量。研究表明，N取30～50、M取2～4较为合适。进一步的实验表明，利用小波变换在该延拓方式下对信号进行基线校正时，边界效应得到了明显的改善。

为改进环境监测方法,结合遥感辐射传输模型,介绍了被动遥感傅里叶变换红外干涉图特征信息提取方法.该算法可直接对污染气体的遥感傅里叶变换红外干涉图进行处理,并利用数字带通滤波器压缩背景红外辐射及其他干扰物质.实现了目标特征信息的有效提取,无需对原始干涉图做傅里叶变换即可获得光谱,特别是无需使用背景光谱获得差谱或者比谱,克服了必须测量干净背景谱的限制.实验结果表明,经过特征信息提取的干涉图可用于模式识别和定量分析,效果良好.

A fast automatic algorithm is proposed for baseline correction of infrared (IR) spectral signals. It is devised based on iterative curve fitting where orthogonal polynomials are used. The algorithm can process both emission and absorption spectra automatically without human intervention. Orthogonal polynomials are used for curve fitting to reduce computation time. Both emission and absorption spectra are obtained and the results demonstrate the feasibility and practicability of this algorithm.

要实现快速、准确地检测远距离污染气体红外光谱,对光谱进行预处理,消除高频噪声以及低频扰动,提取光谱特征信息是其中重要的一环.提出了一种对光谱信号进行预处理改进的高低通综合滤波法.该方法采用平滑滤波法去除高频噪声,采用阈值拟合技术处理低频扰动.阈值拟合技术的应用使整个光谱预处理过程完全自动化.实验结果表明,高低通综合滤波法可以使光谱预处理问题得到有效解决.该方法具有自适应功能,操作简便,运行可靠.

为使被动傅里叶变换红外光谱仪能在移动状态下进行大气污染气体的探测，研究了一种对干涉图进行滤波的信号处理算法。该算法通过选择合适的传统滤波器除去干涉图上多余的信息而保留与目标探测气体的特征峰有关的信息，达到识别的效果。结果表明利用该算法对干涉图进行处理可有效地识别污染气体。由于该算法不需要获得背景光谱，从而实现被动傅里叶变换红外光谱仪在移动状态下进行污染气体的探测。