基于ART的层析算法的改进及其在大气分布重建上的应用研究

发布时间：2022-07-14 17:14

　　近几年来,大气污染越来越严重,人们逐渐重视大气的时空分布并开始对工厂排放的废气进行监测。在大气监测中对气体的研究十分重要,比如像我们常见的光化学烟雾、大面积的酸雨、温室效应等现象都是因为大气中一些痕量气体超标的原因,所以监测和研究大气分布是至关重要的。本论文将MAX-DOAS技术与层析重建算法相结合来进行大气浓度分布的重建,ART算法是检测重构大气气体浓度的二维分布的层析重建算法的主要算法之一,此算法简单,易于实现,但是ART算法的最优松弛因子的选取并不是很好。本论文在传统的ART算法基础上,提出改进ART算法优化松弛因子的方法,并将改进的算法进行Shepp Logan头模型以及大气检测的仿真实验,最后应用在NO₂的空间分布重建上。本论文首先采用了MAX-DOAS软件对NO₂和甲醛等气体进行了浓度反演。并针对ART算法松弛因子的优化问题,提出了利用模拟退火原理实现变松弛因子重建算法（CRRT）的方案。然后通过CRRT算法对Shepp Logan头模型进行仿真实验;对相关实验结果进行分析处理后,通过对比未改进的ART算法,实验结果表明改进后的重... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 差分吸收光谱的发展历史
    1.3 气体分布监测技术的研究现状
    1.4 本文章节安排
第二章 变换类算法
    2.1 引言
    2.2 数学基础
    2.3 直接傅里叶重建算法(DFT)
    2.4 Radon逆变换法
    2.5 卷积反投影重建算法(CBP)
第三章 级数展开类算法
    3.1 数学模型
    3.2 最优准则
    3.3 级数展开类算法种类
第四章 MAX-DOAS测量原理
    4.1 Lamber-Beer定律
    4.2 QDOAS软件介绍及用法
    4.3 结果分析
    4.4 小结
第五章 基于CRRT算法的重建研究
    5.1 模拟退火算法介绍
    5.2 CRRT算法原理
    5.3 CRRT算法的检验与结果
    5.4 光路设计
    5.5 重建模型及评价指标
    5.6 仿真重建效果分析
    5.7 应用
第六章 结论及展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]ART算法中松弛因子对中子CT成像结果的影响研究[J]. 尹伟,唐彬,刘斌,孙勇,曹超,霍合勇,李航,王胜,吴洋.  CT理论与应用研究. 2017(06)
[2]基于线性化动态范围变换的光学投影层析三维成像[J]. 王洁琳,廖日威,曾亚光,肖化,唐志列.  光学学报. 2017(05)
[3]基于小波变换的光学层析成像重建[J]. 李建荣.  激光杂志. 2015(10)
[4]多轴差分吸收光谱断层扫描重建烟羽空间分布[J]. 韦民红,童敏明,李素文,肖建于.  光谱学与光谱分析. 2015(08)
[5]基于差分吸收光谱技术的大气痕量气体重建算法[J]. 韦民红,童敏明,肖建于,李素文.  仪器仪表学报. 2015(02)
[6]ART算法中几种加权因子模型的研究[J]. 陈亮.  光学仪器. 2014(02)
[7]被动DOAS断层扫描的大气痕量气体分布重建[J]. 韦民红,童敏明,蔡丽,李素文.  光电工程. 2013(03)
[8]紫外LED光纤耦合长程DOAS系统监测大气SO2和O3的研究[J]. 郑尼娜,谢品华,凌六一,秦敏,陈嘉乐,江宇,刘文清,刘建国.  光学学报. 2013(03)
[9]LEDs-DOAS系统的标定及反演方法研究[J]. 李素文,王江涛,张勇,汪徐德,姜恩华,谢品华.  光电子.激光. 2013(01)
[10]一种改进投影系数计算的快速ART算法[J]. 杨文良,魏东波.  CT理论与应用研究. 2012(02)

博士论文
[1]三维光学体层析重建技术研究[D]. 孙楠.南京理工大学 2013
[2]电容层析成像技术的图像重建算法研究[D]. 朱学明.天津大学 2004

硕士论文
[1]有限角度CT图像重建迭代算法研究[D]. 郭静钰.南方医科大学 2016
[2]工业CT窄角扇束的迭代法图像重建算法研究[D]. 沈宽.重庆大学 2002



本文编号：3661543