近年来,随着我国经济快速发展,工业化程度越来越高,大气环境污染问题加剧,严重影响人民的日常生产与生活。准确获得污染源以及大气边界层污染成分的分布及变化信息,有助于解释和预测大气污染成分的输送、扩散过程,为提高大气环境监测水平和预报能力提供科学的数据支持。本文以成像差分吸收光谱技术为基础,重点研究了污染气体二维分布的重构方法,并通过该方法获取了化工园区污染源、城市大气边界层等污染气体的二维分布信息。1.针对大气污染气体二维分布高精度探测的需求,本论文研究了基于成像差分吸收光谱技术的大气污染气体反演方法,设计开发了成像光谱合并提取、数据反演以及光谱空间匹配的自动处理软件。利用集成的成像差分吸收光谱系统开展了系统性能测试和样气测试比对研究,NO₂与SO₂柱浓度测量相对误差均在5%以内。2.开展了污染气体浓度分布的二维重构方法研究,重点研究了重构算法及应用于数据优化的几种插值算法,通过仿真模拟研究表明,克里金插值方法更适用于污染气体二维分布重构。3.在插值重构算法研究的基础上,利用集成的成像光谱遥测系统开展了针对污染源排放和大气边界层污染气体分布的扫描遥测研究,分别获得了污染源、大气边界层等目标区域的污染气体高空间分辨分布信息,在1km处单通道空间分辨率为17.45m×0.90m（水平×垂直）,时间分辨率为1Omin以内。本论文研究的污染气体二维分布重构方法和集成的成像光谱遥测系统能够精确获取污染源及大气边界层污染气体二维分布信息,能够为研究化工园区污染排放、大气边界层污染分布及输送、大气边界层化学及污染防治等提供重要的技术支持。