高光谱图像（hyper spectral imagery，HSI）分类已成为探测技术的重要研究方向之一，同时也在**和民用领域得到广泛运用。然而，波段数目巨大、数据冗余、空间特征利用率低等因素已成为高光谱图像分类的挑战，且现有的高光谱分类大多利用可见光或短波红外高光谱数据分类。针对这些问题，本文提出了一种基于光谱和空间特征的 K-means分类方法。首先提取空间特征，然后将光谱与空间特征相结合并降维，最后引入 K-means算法得到较普通 K-means更佳的分类结果。并将此算法运用在长波红外的高光谱图像分类中。

根据环境污染气体监测的广谱需求, 提出了宽谱段红外光谱遥测方法, 利用长波红外傅里叶干涉光谱技术, 向长波红外大气窗口短波端外扩展了仪器响应波段, 使之在一定条件下能够探测多数常见工业气体的指纹特征。在7.0 ～14.5 μm波段内, 采用差谱法和亮温法, 可监测多种常用工业有毒有害气体, 并可给出以浓度程长积表征的概略浓度。介绍了遥测光谱仪的性能表征方法, 例举了实用型产品PARES100对11种常用工业有毒有害气体的应用实例。

针对光谱仪减振架振动检测，开发了振动信号分析系统；采用图形化开发工具。本测试平台分为两个部分：硬件部分通过加速度传感器、信号调理电路和 PXIe4497数据采集卡把振动信号转换输入到计算机中；软件部分利用 LabVIEW平台实现数据采集及分析的功能，从时域、频域和时频域角度对其进行特征提取。测量时最大的误差为 3.327%，处于正常实验测量误差。

对于异源可见光与红外图像配准，以互信息为相似性度量条件，以粒子群算法为搜索算法，在搜索空间中搜索极大值点，通过改变图像分辨率，由粗到精，逐步实现可见光图像与红外图像的配准，对粒子群算法、统计互信息和仿射变换3 个部分的内在并行性，利用CUDA C 语言实现GPU-CPU 异构编程。实验证明，在不降低精度的前提下提高了算法效率，得到了很好的加速比，算法正确匹配率高，鲁棒性好，计算效率高。

报道了地面长波红外遥测的新进展, 具体阐述了窗扫时空调制傅里叶光谱成像技术的实现过程。 演示装置基于角锥反射镜Michelson干涉具, 构成了空间调制干涉; 采用了制冷型长波红外焦平面探测器组件, 通过对数据立方体的采集、 重组、 基线校正、 切趾、 相位校正和傅里叶变换等处理, 实现了长波红外波段高光谱成像。 自研的CHIPED-1长波红外高光谱成像原理实验装置的探测灵敏度指标噪声等效辐射通量密度NESR在单次采样时达到了5.6×10-8 W·(cm-1·sr·cm2)-1, 与商品化时间调制干涉高光谱成像仪相当; 反映了技术的先进性,并留有较大的改进空间。 通过测试聚丙烯薄膜的透过率曲线, CHIPED-1红外高光谱成像原理实验装置的光谱响应范围达到了11.5 μm。 文章还以室外高楼和乙醚气体的探测实验为例, 研究了二维分布化学气体VOC的高光谱成像探测方法。 在复杂背景和低试验浓度情况下, 从同一波数的红外光谱切片上, 观察不出乙醚蒸气的存在, 但是进行了差谱处理后, 可以清楚看到乙醚蒸气的空间分布。 高光谱方法应用在有机蒸气VOC的红外探测领域, 相对于宽波段热成像方法, 具有灵敏度高、 抗干扰能力强和识别种类多等诸多优势。

复杂环境中稳健的红外目标跟踪在自主导航、无人机探测、预警等方面具有重要研究意义。就经典粒子滤波红外目标跟踪算法中单一的灰度特征缺乏鲁棒性引起跟踪失效的问题，提出了一种基于特征融合的粒子滤波红外目标跟踪算法。结果表明，该算法能够从跟踪鲁棒性、准确性和实时性 3个方面实现稳健的红外目标跟踪。

彩色融合图像在场景深度感知、目标探测识别、减少判断时间等方面优于灰度融合图像, 重点研究了红外与可见光彩色图像融合算法。针对经典的自然感图像融合算法中计算复杂度高、缺乏颜色恒常性问题, 提出基于 YUV颜色空间恒参数颜色传递( CPCT)图像融合算法, 并通过栅栏、山丘、森林和城镇四组实验验证了本文算法在颜色恒常性和算法实时性上有较大改善。

红外辐射定标是红外遥感信息定量化的关键技术,对所测光谱进行定标是定量分析中的重要环节.采用自行研制长波红外高光谱成像光谱仪原理实验装置(简称CHIPED-I)进行验证,用黑体对实验装置进行了两点线性定标,将测量的相对强度转化成目标的绝对辐射亮度谱,采用亮温法算出标定后的亮温光谱.结果表明,这种辐射定标方法用于长波红外高光谱成像光谱仪方法可行,这对进一步分析大气透过率和反演大气中红外活性气体浓度具有实际意义.

成像光谱仪作为一种航空航天遥感器工作, 可以同时得到地物的二维空间图像信息和一维光谱的丰富信息, 在颜色和光谱测量、真彩色图像合成、**侦察等领域有着很高的实用价值。为了达到对干涉成像光谱仪数据快速处理的要求, 使用 OpenMP并行计算技术设计了基于多核 CPU的成像光谱仪快速数据重建优化算法, 并将其应用到我国“环境一号”卫星的高光谱数据处理任务中。实验结果表明, 基于多核的并行计算技术能有效调动多核 CPU的硬件资源, 大幅度提高光谱重建处理任务的计算效率。如果将该技术应用到更多核的并行计算工作站上, 单台计算机完成干涉成像光谱仪数据的实时处理任务将成为可能。