CN116124723A - 基于定标系数和光稀释效应校正获取so2浓度图像的方法 - Google Patents

基于定标系数和光稀释效应校正获取so2浓度图像的方法 Download PDF

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CN116124723A CN202310032197.6A CN202310032197A CN116124723A CN 116124723 A CN116124723 A CN 116124723A CN 202310032197 A CN202310032197 A CN 202310032197A CN 116124723 A CN116124723 A CN 116124723A
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Abstract

本发明公开了一种基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法。本发明包括以下步骤：利用SO2紫外相机系统采集天空背景及烟羽信号图像，计算得到SO2光学厚度；利用天空背景图像，确定自定标系数，并将光学厚度图像转换为浓度图像；结合距离测量仪和大气能见度测量仪测得的距离及能见度信息进行光稀释校正，从而实现SO2浓度的精确反演。与现有技术相比，本发明解决了SO2紫外相机必须依赖外置设备定标且测量误差随探测距离增加的缺陷，本发明不需要额外的定标设备，自定标系数并且结合光稀释效应校正获取准确的SO2浓度图像。本发明结构简单，操作方便，定标精度高，且实时性好。

Description

基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法
技术领域
本发明涉及污染气体光学遥感探测技术，尤其涉及一种基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法。
背景技术
大气环境污染不仅影响气候变化，还会严重威胁人类生命健康。污染气体的来源可分为自然和人为排放，如火山、工业区、发电厂等。在诸多污染气体排放物中，影响最为严重的污染气体之一为SO2。SO2是一种由人为和自然来源排放的有毒气体。排入大气后可形成酸雨，使水质酸化破坏土壤，导致生态系统发生恶劣变化。因此，研究和监测污染气体的排放有助于评估空气质量和改善气候条件。SO2紫外相机成像探测技术因其简单、高分辨率等优点得到迅速发展，广泛应用于如火山烟羽监测、火山喷发预警等地质活动监测。随着滤光片和相机性能的改善，紫外相机逐渐被用于测量浓度更低的来自于人类活动源的SO2污染。该技术可以实时、快速并且精确地获取污染源烟羽的二维图像，经图像处理后能够直观地反映出相机视场中任意位置的SO2浓度图像。SO2紫外相机在实际操作时并不直接获取SO2浓度，只能测得烟羽中SO2气体的光学厚度，其需要利用定标的方法，将测得的SO2光学厚度转换为SO2浓度，定标的意义在于确定定标系数以实现SO2浓度的精确反演。但是现有定标法都存在定标精度受外置仪器性能影响的问题，导致系统误差普遍偏高。
事实上，定标的准确性，除了受仪器硬件参数影响以外，也取决于监测距离及大气能见度等环境因素。太阳散射光在大气传输过程中，会与大气中的气体分子及气溶胶等发生相互作用。太阳光穿过烟羽后，一些光线会在仪器和烟羽之间发生散射，使穿过烟羽的部分光线移出相机视场，而视场外的光线会散射进来，形成干扰光。随着仪器与遥感目标间距离的增加，干扰光越来越多地取代了通过烟羽的光，这导致了烟羽信号的“光稀释”效应。光稀释效应对吸收信号的削弱随监测距离的增加及大气能见度的降低而增强。在远距离、低能见度条件下对污染源监测时，计算所得的定标系数k会远小于真实值，进而导致对烟羽中实际SO2浓度的低估。当前定标法无法克服大气紫外散射所带来的光稀释的影响，因而不适用于监测远距离污染源；DOAS法在原理上能够获得光稀释效应校正的定标系数，但在实际操作中，由于变量太多导致测量数据的统计不确定性太大，使得光稀释效应无法被有效校正。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法，克服采用SO2紫外相机反演SO2浓度图像受外置定标设备与光稀释效应影响导致的SO2浓度反演不精确问题。
为达到上述目的，本发明提供基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法，包括以下步骤：
步骤S10，通过SO2紫外相机获取烟羽SO2气体光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000021
步骤S20，确定定标系数，将SO2气体的光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000022
转换为SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000023
步骤S30，对SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000024
光稀释效应校正，求取SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000025
其中，步骤S10步骤包括：
1.1)通过SO2紫外相机的信号通道和参考通道对天空背景成像，获取信号通道天空背景图像IA0和参考通道天空背景图像IB0；通过SO2紫外相机的信号通道和参考通道对污染源烟羽成像，分别获取信号通道的烟羽信号图像IA和参考通道的烟羽信号图像IB，
1.2)根据Beer-Lambert定律计算信号通道的光学厚度图像τA和参考通道的光学厚度图像τB，
τA＝-ln(IA/IA0)，
τB＝-ln(IB/IB0)，
1.3)对信号通道的光学厚度图像τA和参考通道的光学厚度图像τB做差值处理，获取烟羽SO2气体的光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000026
Figure BDA0004041616270000027
其中，
Figure BDA0004041616270000028
为SO2气体的光学厚度真实值；
其中，步骤S20步骤包括：
2.1)定义信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R随太阳散射光谱L0(λ)的变化关系函数，如下所示：
Figure BDA0004041616270000031
其中，λ为波长，dλ是对波长的积分，
Q(λ)为相机的量子效率，T310(λ)为信号通道的310nm滤光片透过率，T330(λ)为参考通道的330nm滤光片透过率，Q(λ)、T310(λ)和T330(λ)的值分别由SO2紫外相机及紫外滤光片生产厂家提供，
2.2)定义SO2光学厚度计算值
Figure BDA0004041616270000032
随太阳散射光谱L0(λ)的变化关系函数，如下所述：
Figure BDA0004041616270000033
其中，
Figure BDA0004041616270000034
为SO2光学厚度计算值，
Figure BDA0004041616270000035
为SO2气体的吸收截面，通过HITRAN2016软件计算得出，
Figure BDA0004041616270000036
为SO2气体的柱密度(即浓度的路径积分值，其单位为ppm·m)，
不同太阳天顶角条件下的L0(λ)可由MODTRAN等大气辐射传输软件计算得出，
2.3)由于SO2光学厚度计算值
Figure BDA0004041616270000037
与太阳散射光谱L0(λ)和SO2气体柱密度
Figure BDA0004041616270000038
成线性相关，信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与变量太阳散射光谱L0(λ)成唯一线性相关；因此，通过函数关系转换确定SO2气体的柱密度
Figure BDA0004041616270000039
SO2气体的光学厚度
Figure BDA00040416162700000310
和信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R的线性关系，如下所示：
Figure BDA00040416162700000311
然后，通过计算信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与定标系数k之间的定标曲线确定关系函数，如下所示：
k＝1942.7·log R0.84，
再者，定义SO2光学厚度
Figure BDA00040416162700000312
与SO2气体柱密度
Figure BDA00040416162700000313
的函数关系，如下所示：
Figure BDA0004041616270000041
2.4)基于步骤2.3)定义的SO2光学厚度
Figure BDA0004041616270000042
与SO2气体柱密度
Figure BDA0004041616270000043
的函数关系
Figure BDA0004041616270000044
将步骤S10得到的SO2气体的光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000045
转换为SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000046
Figure BDA0004041616270000047
其中，步骤S30的步骤包括：
3.1)基于大气能见度V与气溶胶粒子散射系数q计算气溶胶粒子的消光系数ε(λ)：
Figure BDA0004041616270000048
其中，
Figure BDA0004041616270000049
q为气溶胶粒子散射系数，V为大气能见度，大气能见度V通过大气能见度测量仪实时采集,
3.2)基于距离测量仪获得SO2紫外相机到遥测目标间的监测距离d，然后计算校正系数C：
C＝exp[-ε(λ)·d]
3.3)校正后的SO2浓度图像
Figure BDA00040416162700000410
为：
Figure BDA00040416162700000411
需要说明的是，所述SO2紫外相机系统包括一对指标相同的紫外灵敏相机和两个中心波长相邻的紫外带通滤光片，还包括一台大气能见度测量仪和一台距离测量仪。紫外相机A、310nm滤光片、和紫外镜头A顺次同轴连接，组成信号通道。紫外相机B、330nm滤光片、和紫外镜头B顺次同轴连接，组成参考通道。
大气能见度测量仪实时采集当天的大气能见度。
距离测量仪实时测量SO2紫外相机到遥测目标间的监测距离。
其中，所述信号通道和参考通道对天空背景成像，分别获取信号通道天空背景图像和参考通道天空背景图像；信号通道和参考通道还对污染源烟羽成像，分别获取信号通道的烟羽信号图像和参考通道的烟羽信号图像。
本发明的有益效果：
其一、本发明是一种除SO2紫外相机以外不借助的任何辅助设备或依赖外置设备定标的方法，只利用SO2紫外相机的测量结果实现自主定标的方法，改变传统定标精度受外置仪器性能影响的问题，从而使得SO2紫外相机的定标精度大大提升。
其二、由于在远距离、低能见度条件下对污染源监测时，光稀释效应会对SO2紫外相机的应用带来严重干扰，导致低估烟羽SO2浓度，且现有传统定标法均无法有效校正光稀释效应对SO2浓度反演的影响。但是，本发明采用光稀释校正方式具有针对不同监测距离和大气能见度进行定量校正的优势，能够准确获得SO2浓度信息。
其三、本发明操作简便：SO2紫外相机采集污染源烟羽图像，大气能见度测量仪采集大气能见度，距离测量仪采集监测距离。凭借SO2紫外相机大视场特性，在应用于移动污染源监测时，无需频繁切换系统视场以跟踪污染源；定标精度高：滤光片位于紫外镜头后，受太阳天顶角变化影响较小，且透过率已知。此外，自定标法对相机测量数据实现了充分利用，同时结合光稀释校正可有效提高反演精度。相较于现有三种定标法(标准泡法、DOAS法和光谱定标法)，自定标不受外置定标设备影响，抗外界环境因素影响更强，因此定标精度更高；实时性好：通过SO2紫外相机可实时获得污染源烟羽原始图像，结合自定标法可以实时确定定标系数，此外，利用距离测量仪和大气能见度测量仪也可以实时获取监测距离及大气能见度等信息，因而能够对反演结果进行实时的光稀释效应校正。
附图说明
图1为本发明的光稀释效应校正和SO2紫外相机自定标方法流程图；
图2为信号通道的天空背景图像；
图3为参考通道的天空背景图像；
图4为信号通道的烟羽信号图像；
图5为参考通道的烟羽信号图像；
图6为信号通道光学厚度图像；
图7为参考通道光学厚度图像；
图8为SO2气体的光学厚度真实值；
图9为信号通道的310nm滤光片和参考通道的330nm滤光片的透过率曲线；
图10为通过MODTRAN软件计算得出的太阳散射光谱；
图11为信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与定标系数k之间的关系；
图12为信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R；
图13为SO2浓度图像；
图14为校正系数C与监测距离d在不同大气能见度V下的变化规律曲线；
图15为光稀释效应校正后的SO2浓度图像；
图16为自定标法与DOAS法获得的定标曲线对比。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。以下将结合附图对本发明的基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法做进一步的解释以及说明。
如图1所示，基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法，包括以下步骤：
步骤S10，通过SO2紫外相机获取烟羽SO2气体光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000061
具体的，SO2紫外相机利用太阳在紫外波段的大气散射光作为光源，分别采集天空背景图像和烟羽信号图像，利用比值法，结合Beer-Lambert定律，计算得到光学厚度图像。除了烟羽中SO2气体的吸收作用外，烟羽中的颗粒物的米氏散射过程也会产生的消光效应。为消除颗粒物消光效应对SO2气体测量结果的影响，在实际测量中采用双通道成像法，即在310nm和330nm两个窄带波段分别对气体羽流进行成像，利用差分法，即可获得烟羽SO2光学厚度图像。
所述SO2紫外相机系统包括一对指标相同的紫外灵敏相机和两个中心波长相邻的紫外带通滤光片，还包括一台大气能见度测量仪和一台距离测量仪。紫外相机A、310nm滤光片、和紫外镜头A顺次同轴连接，组成信号通道。紫外相机B、330nm滤光片、和紫外镜头B顺次同轴连接，组成参考通道。大气能见度测量仪可以实时采集当天的大气能见度，距离测量仪可以实时测量SO2紫外相机到遥测目标间的距离。
首先，所述SO2紫外相机的信号通道和参考通道对天空背景成像，分别获取信号通道天空背景图像IA0和参考通道天空背景图像IB0；信号通道和参考通道还对污染源烟羽成像，分别获取信号通道的烟羽信号图像IA和参考通道的烟羽信号图像IB。
然后，根据Beer-Lambert定律计算信号通道的光学厚度图像τA和参考通道的光学厚度图像τB，
其中，信号通道光学厚度图像τA计算方式如下：
τA＝-ln(IA/IA0)
其中，参考通道光学厚度图像τB计算方式如下：
τB＝-ln(IB/IB0)
最后，采用差分法对参考通道和信号通道的光学厚度图像做差值处理，获取烟羽SO2气体的光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000071
Figure BDA0004041616270000072
步骤S20，确定定标系数，将SO2气体的光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000073
转换为SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000074
具体的，SO2浓度与SO2光学厚度之间存在线性关系
Figure BDA0004041616270000075
确定定标系数k，即可将所述SO2光学厚度图像转换为SO2浓度图像。
首先，利用下述两公式，分别计算得到信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R随太阳散射光谱的变化关系，以及SO2光学厚度
Figure BDA0004041616270000076
随太阳散射光谱的变化关系
Figure BDA0004041616270000077
Figure BDA0004041616270000078
式中，
Figure BDA0004041616270000079
为SO2气体的吸收截面，
Figure BDA00040416162700000710
为SO2浓度，即SO2气体的柱密度，其单位为ppm·m)，Q(λ)为相机的量子效率，T310(λ)为信号通道的310nm滤光片透过率，T330(λ)为参考通道的330nm滤光片透过率，L0(λ)为太阳散射光谱。其中，根据紫外相机及紫外滤光片生产厂家提供的技术参数获得相机的量子效率Q(λ)、310nm滤光片的透过率T310(λ)、330nm滤光片的透过率T330(λ)，根据MODTRAN大气辐射传输软件计算得出不同太阳天顶角条件下的太阳散射光谱L0(λ)，用于后续的自定标系数获取步骤。
通过函数拟合，即可得到信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与定标系数k之间的关系，如图11所示。由于R与k的函数关系只由相机的量子效率及紫外滤光片透过率两个系统硬件指标决定，且仅随太阳天顶角单调变化，因此图11所示的关系曲线具有普适性。
由于SO2光学厚度计算值
Figure BDA0004041616270000081
与太阳散射光谱L0(λ)和SO2气体柱密度
Figure BDA0004041616270000082
成线性相关，信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与变量太阳散射光谱L0(λ)成唯一线性相关；因此，通过函数关系转换确定SO2气体的柱密度
Figure BDA0004041616270000083
SO2气体的光学厚度
Figure BDA0004041616270000084
和信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R的线性关系，如下所示：
Figure BDA0004041616270000085
然后，通过计算信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与定标系数k之间的定标曲线确定关系函数，如下所示：
k＝1942.7·log R0.84，
再者，定义SO2光学厚度
Figure BDA0004041616270000086
与SO2气体柱密度
Figure BDA0004041616270000087
的函数关系
Figure BDA0004041616270000088
将步骤S10得到的SO2气体的光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000089
转换为SO2浓度图像
Figure BDA00040416162700000810
Figure BDA00040416162700000811
步骤S30，对SO2浓度图像
Figure BDA00040416162700000812
光稀释效应校正，求取SO2浓度图像
Figure BDA00040416162700000813
具体的，SO2紫外相机为了获得最佳的视野，将仪器安置在离烟羽几公里远的地方。随着监测距离的增加，更多的太阳散射光被大气分子(米氏和瑞利散射)和气溶胶粒子散射，这导致了烟羽信号的“稀释”。在几公里的测量范围内，这种影响很容易造成对烟羽中实际SO2浓度的低估。通过安装在SO2紫外相机系统上的大气能见度测量仪和距离测量仪分别读取遥测当天的大气能见度V以及监测距离d，计算出校正系数C对上述SO2浓度图像进行光稀释校正。
首先，通过大气能见度测量仪实时采集的大气能见度V，确定气溶胶粒子散射系数q，其取值可依据下式：
Figure BDA0004041616270000091
随后，基于大气能见度并结合气溶胶粒子散射系数q计算出气溶胶粒子的消光系数ε(λ)：
Figure BDA0004041616270000092
最后，根据上述气溶胶粒子的消光系数ε(λ)，结合距离测量仪获得SO2紫外相机到遥测目标间的监测距离d，并利用下述公式计算得出校正系数C：
C＝exp[-ε(λ)·d]
图3所示校正系数C随监测距离的变化趋势，针对不同的大气能见度V和监测距离d，确定气溶胶粒子散射系数q和消光系数ε(λ)以计算校正系数C。
校正后的SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000093
为：
Figure BDA0004041616270000094
案例实施与验证性实验结果
在步骤S10中，所述SO2紫外相机的信号通道和参考通道对天空背景成像，分别获取信号通道天空背景图像IA0如图2所示，参考通道天空背景图像IB0如图3所示；信号通道和参考通道还对污染源烟羽成像，分别获取信号通道的烟羽信号图像IA如图4所示，参考通道的烟羽信号图像IB如图5所示。
根据SO2紫外相机成像原理，计算出的信号通道光学厚度图像τA如图6所示；计算出的参考通道光学厚度图像τB如图7所示。通过差分法对参考通道和信号通道的光学厚度图像做差值处理，获得的烟羽SO2气体的光学厚度真实值
Figure BDA0004041616270000095
如图8所示：
在步骤S20中，本案例的信号通道的310nm滤光片透过率T310(λ)和参考通道的330nm滤光片透过率T330(λ)如图9所示。根据MODTRAN大气辐射传输软件计算得出太阳散射光谱L0(λ)如图10所示。通过函数拟合，即可得到信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与定标系数k之间的关系，如图11所示。本案例中，计算得出的信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R如图12所示，其对数值logR＝1.99，由此确定的定标系数k＝3440，基于关系式
Figure BDA0004041616270000101
获得的SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000102
如图13所示。
在步骤S30中，通过大气能见度测量仪实时采集的大气能见度V＝30km，确定气溶胶粒子散射系数q＝1.3。基于大气能见度并结合气溶胶粒子散射系数计算出气溶胶粒子的消光系数ε(λ)＝0.27。根据所述气溶胶粒子的消光系数，结合距离测量仪获得SO2紫外相机到遥测目标间的监测距离d＝2km，计算出校正系数C＝0.57，如图14所示。校正后的SO2浓度图像
Figure BDA0004041616270000103
如图15所示。
为验证本发明方法的准确性，将其测量数据与光谱仪采集数据作对比，得到两方法的定标曲线如图16所示。可以看出，两方法的定标结果具有相对较好的一致性，误差约为0.2％。以上均表明本发明所提供的方法，能够有效的完成SO2紫外相机的自定标任务，具有理论的创新性，而且能够解决定标精度受外置仪器性能影响的问题，并能合理地消除光稀释效应对SO2浓度反演的影响，从而提高SO2紫外相机的探测精度。
与此同时，通过对比图13和图15可以看出，经过光稀释校正后的SO2浓度明显比校正前偏高。这是由于SO2紫外相机在距离目标源2km处遥测时，到达相机感光面的太阳散射光受光稀释效应的影响，导致部分穿过烟羽的太阳散射光移出相机视场而未包含烟羽信息的太阳散射光进入视场，最终引起对烟羽中实际SO2浓度的低估。以上均表明本发明所提供的方法，能够有效的完成对SO2浓度的校正任务，从而提高SO2紫外相机的反演精度。
上述具体实施方式尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但是对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.基于定标系数和光稀释效应校正获取SO2浓度图像的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤S10，通过SO2紫外相机获取烟羽SO2气体光学厚度真实值
Figure FDA0004041616260000011
步骤S20，确定定标系数，将SO2气体的光学厚度真实值
Figure FDA0004041616260000012
转换为SO2浓度图像
Figure FDA0004041616260000013
步骤S30，对SO2浓度图像
Figure FDA0004041616260000014
光稀释效应校正，求取SO2浓度图像
Figure FDA0004041616260000015
其中，步骤S10步骤包括：
1.1)通过SO2紫外相机的信号通道和参考通道对天空背景成像，获取信号通道天空背景图像IA0和参考通道天空背景图像IB0；通过SO2紫外相机的信号通道和参考通道对污染源烟羽成像，分别获取信号通道的烟羽信号图像IA和参考通道的烟羽信号图像IB，
1.2)根据Beer-Lambert定律计算信号通道的光学厚度图像τA和参考通道的光学厚度图像τB，
τA＝-ln(IA/IA0)，
τB＝-ln(IB/IB0)，
1.3)对信号通道的光学厚度图像τA和参考通道的光学厚度图像τB做差值处理，获取烟羽SO2气体的光学厚度真实值
Figure FDA0004041616260000016
Figure FDA0004041616260000017
其中，
Figure FDA0004041616260000018
为SO2气体的光学厚度真实值；
其中，步骤S20步骤包括：
2.1)定义信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R随太阳散射光谱L0(λ)的变化关系函数，如下所示：
Figure FDA0004041616260000019
其中，λ为波长，dλ是对波长的积分，
Q(λ)为相机的量子效率，
T310(λ)为信号通道的滤光片透过率，
T330(λ)为参考通道的滤光片透过率，
Q(λ)、T310(λ)和T330(λ)的值分别由SO2紫外相机及紫外滤光片生产厂家提供，
2.2)定义SO2光学厚度计算值
Figure FDA0004041616260000021
随太阳散射光谱L0(λ)的变化关系函数，如下所述：
Figure FDA0004041616260000022
其中，
Figure FDA0004041616260000023
为SO2光学厚度计算值，
Figure FDA0004041616260000024
为SO2气体的吸收截面，通过HITRAN2016软件计算得出，
Figure FDA0004041616260000025
为SO2气体的柱密度，
2.3)由于SO2光学厚度计算值
Figure FDA0004041616260000026
与太阳散射光谱L0(λ)和SO2气体柱密度
Figure FDA0004041616260000027
成线性相关，信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与变量太阳散射光谱L0(λ)成唯一线性相关；因此，通过函数关系转换确定SO2气体的柱密度
Figure FDA0004041616260000028
SO2气体的光学厚度
Figure FDA0004041616260000029
和信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R的线性关系，如下所示：
Figure FDA00040416162600000210
然后，通过计算信号通道及参考通道的背景强度比值的对数值R与定标系数k之间的定标曲线确定关系函数，如下所示：
k1942.7·log R0.84，
再者，定义SO2光学厚度
Figure FDA00040416162600000211
与SO2气体柱密度
Figure FDA00040416162600000212
的函数关系，如下所示：
Figure FDA00040416162600000213
2.4)基于步骤2.3)定义的SO2光学厚度
Figure FDA00040416162600000214
与SO2气体柱密度
Figure FDA00040416162600000215
的函数关系
Figure FDA00040416162600000216
将步骤S10得到的SO2气体的光学厚度真实值
Figure FDA00040416162600000217
转换为SO2浓度图像
Figure FDA00040416162600000218
Figure FDA00040416162600000219
其中，步骤S30的步骤包括：
3.1)基于大气能见度V与气溶胶粒子散射系数q计算气溶胶粒子的消光系数ε(λ)：
Figure FDA0004041616260000031
其中，
Figure FDA0004041616260000032
q为气溶胶粒子散射系数，V为大气能见度，大气能见度V通过大气能见度测量仪实时采集,
3.2)基于距离测量仪获得SO2紫外相机到遥测目标间的监测距离d，然后计算校正系数C：
C＝exp[-ε(λ)·d]
3.3)对SO2浓度图像
Figure FDA0004041616260000033
光稀释效应校正，求取SO2浓度图像
Figure FDA0004041616260000034
Figure FDA0004041616260000035
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