遥感FTIR有高灵敏度、高光通量、高分辨率、扫描速度快、信噪比高的优点，在大气中污染气体的定性和定量测定，特别是对红外辐射源的物理、化学特性及它们随时间变化的特性测定中应用广泛，常用于大气污染物、火山气体成分、烟囱辐射、飞机发动机尾气等的测量。

1.对大气气体污染源的远距离无干扰测量

遥感FTIR光谱是当前大气环境监测中的一种重要手段，它具有灵敏度高、选择性好、不需取样和样品的预处理，能够同时监测多种化合物等优点。遥感FTIR光谱在环境监测中的应用主要是利用遥感提供的瞬间成像的大范围图像，对大气污染、水体污染、土地污染以及海洋污染等进行监测。由于遥感所提供的信息具有实时性、、真实客观和形象的特点，可以实时地了解和掌握污染源的位置、污染物的性质、污染物的动态变化以及污染对环境的影响，为及时采取防护或疏导措施以及环境评价提供了基础。遥感FTIR 在大气污染物监测中的优越性，在很多文献里都得到了肯定^[27-35]。它既可以在地面上测量，也可以汽车、飞机、热气球、卫星等作为载体，在任意空间上连续、直接、迅速地对气体污染物进行遥感实时监测，获取大量常规手段难以得到的大气痕量污染气体信息，不仅可以提供大气污染物浓度在时间上的变化规律，而且可以在空间位置上对污染物的浓度进行描绘，它的分析范围正在不断地扩大。如可以遥测高空大气层中的痕量气体(一些重要的气体如CO,CH₂O,氟利昂、HCI, HF和HNO₃等^[36-46]，这些气体对地球温室效应和臭氧空洞会有影响。在高海拔大气污染物测量中，遥感FTIR也有重要的应用价值。如Evans等^[41]采用被动式遥感FTIR测量低对流层的大气污染物，利用大气云层的发射光谱作为背景，不仅得到了CO₂、甲烷、O₃, N₂O的发射光谱带，而且用Modtran软件模拟云层厚度和黑体辐射的关系，得出云层的厚度和温度及大气污染物的浓度。

除此之外，近年来发展起来的一项新技术—遥感傅里叶变换红外光谱层析技术或称开路傅里叶变换红外光谱层析技术(OP-FTIR-CT)，采用遥感傅里叶变换红外光谱仪作为光谱遥感测量设备，利用层析技术重构待测参数的空间分布轮廓图，在构造气体浓度峰图形、定量分析工业污染气体总释放量、预警大气污染物的空间浓度范围等方面，具有广泛的实用价值和应用潜能。目前，遥感FTIR-C技术用于遥测大气污染物的空间浓度分布，以及涉及工业污染源排放的有害气体的扩散，城市地球污染的气体空间分布、扩散和变迁等问题的研究，国外科学家研究比较多，比如美国华盛顿大学环境健康系的Yost和Hashmonay等^[42-44]，北卡罗来纳州立大学环境科学与工程系的Todd和Samanta^[45-47]，英国Drescher等^[48,49]和Stephen等^[50]以及美国国家环境保护局等，都已开始了这方面的研究。

2.地球地物的红外发射率和温度

自然地物的红外特征数据在伪装、遥感等领域有着重要的作用。由于仪器所采集的信号种类繁多，自然地物表面性质复杂，热传导能力较差，难以直接准确获得自然地表物体光谱发射率曲线，需要特殊的算法通过自然地物的辐射亮度曲线间接得到其表面温度和发射率曲线。国防科技大学航天与材料工程学院的王珲等^[51]采用美国D&P公司的Model 102F型快速傅里叶变换红外光谱分析仪，对三种典型的自然地物(土壤、草地和树木)进行了红外特征数据采集，得到了其辐射亮度曲线，并利用特殊算法将辐射亮度、波长以及温度三个变量进行分离，得到了准确的地物表面温度，从而对其发射率曲线进行计算。结果表明，自然地物的表面温度随时间变化产生显著的变化，而其发射率水平则近似保持恒定。

3.国防和军事方面的应用

近年来，随着航天、航空和国防事业的强大以及分析仪器的发展，各种飞行器(如飞机、火箭、导弹等)和军事目标的隐身和反隐身的要求日益强烈。首先希望火箭、导弹本身具有低特征信号，其发动机的排气羽焰含有较少的光信号，避免被发现；其次，要发展高效、快捷的目标识辨系统，以尽早发现和拦截敌方导弹。新的要求赋予固体推进剂燃烧火焰研究以新的任务。对于这方面的研究，遥感傅里叶变换红外光谱已经成为越来越重要的一种方法。飞行器的发动机尾气或固体推进剂的燃烧火焰中含有大量的光谱信息，通过研究它的红外光谱特征，可以给出火焰的温度、气体燃烧产物及其含量，这些信息可以帮助进行导弹的识辨^[52-54]。

此外，遥感FTIR在化学战剂的实时遥测、可靠识别和定量分析方面也有很重要的应用价值^[55]。目前，国内外研究化学战剂探测技术的重点主要集中在提高探测的灵敏度、准确度和速度的遥测技术研究上。化学战剂的红外遥测技术研究已经有30余年，在20世纪70年代后期美军Edgewood生化中心^[56]就开始了相关研究。许多化学战剂在9～11um的波长范围具有的独特的吸收谱和红外辐射是对其进行红外遥测、识别和定量的依据，探测距离已经可达几千米，是在战场条件下化学战剂遥测的有效方法，且能够同时探测多种化学战剂，具有整光谱、多通道、高通光量、高精度、宽光谱范围以及高信噪比等优点，目前已经发展了时间扫描和空间调制即静态两种类型[57-59]。多光谱、高光谱和超光谱技术的发展，使得遥感FT-IR可以提供较大的光谱细节，因此有更高的特征性，能有效抑制非探测目标气体的干扰。如加拿大Telops公司的成像辐射光谱仪FIRST^[60]，加拿大表面光学公司Mark Dombrowsk等^[61]开发的用于FTIR超光谱成像系统的高速相机，这些都为化学战剂的实时检测提供了更强的信息。

4.森林火灾报警

高分辨率光谱对测量森林大火的局部区域的温度和大火烟羽中的各种气体组分的浓度是非常有用的。森林大火最为明显的、可辨别的特性是大火与探测器之间一氧化碳吸收(仪器分辨率为1 cm^-1)。一般森林大火都是贫氧燃烧，大火烟羽中的一氧化碳浓度要高出大气本底的几个数量级。这主要表现为在2222～2000cm^-1范围内一氧化碳吸收光谱带呈现出一系列等间距的光谱线，该间距为3.7cm^-1，即一氧化碳中心波数为2176.2cm^-1的基带精细结构。在森林大火烟羽中，除了观察到一系列强的一氧化碳吸收光谱外，还测量到生物物质燃烧产生的微量气体，如二氧化碳、氧化亚氮、二氧化氮、臭氯和甲烷等的红外发射光谱。Steams等^[62]曾用空载遥感傅里叶变换红外光谱仪对森林火灾进行观察和测定。他们用两台视场角分别为0.5^o和0.2^o的傅里叶变换红外光谱仪，能观察到的下面的覆盖地面直径分别约为70m和280m, Steams等的实验结果表明，通过遥感傅里叶变换红外光谱仪可以对森林上空某些气体浓度进行测定，以达到对森林火灾进行报警的目的，而且可以判断是哪种类型(如草原、丛林或森林)的火灾。

5.火山喷发监测

火山喷发气体及微粒是地球内部运动的晴雨表，它携带了地球深层地壳岩石层的相对运动信息。火山喷发气体包括H₂O、CO₂、SO₂、HCI, HF, H₂S、S₂、H₂、CO和SiF₄等，火山喷发毒气的测定不仅对研究地球化学很有帮助，而且还对研究岩浆化学成分平衡和毒气对大气环境的影响非常重要，遥感FTIR技术的成熟为监测火山喷发提供了一种快速、实时、远距离的监测方法。Oppenheimer等^[63]报道了1994和1997年分别在Etna火山和Etnaomboli火山进行的监测实验。他们采用了主动式或者被动式监测法给出了火山喷发焰中主要的活性气体吸收带、背景浓度及喷发焰中的浓度。

6.工业排放气体的测定

工业生产企业，如炼油厂、发电厂、水泥厂、化工厂等，被认为是污染的“扩散源”，烟囱、管道泄漏等释放出来的排放物不是固定的，用常规的监测方法非常困难和耗时，采用遥感FTIR则可以远程、连续、实时监测。早期Low等^[64]利用Block200型傅里叶变换红外光谱仪配上一个反射式望远镜，在离发电厂600m的地方，遥测燃煤发电厂的烟囱排烟污染。Polak等^[65]利用被动式FTIR遥感了亚利桑那州的一个燃煤发电厂，获得了烟囱释放烟羽的化学比率和分子质量流量。Heland等^[66]利用被动式FTIR发射光谱分析了包括工业和建筑烟囱、飞机引擎、森林大火在内的具有不同燃烧源的热耗气体，成功地测量了气体温度和不同燃烧条件下CO₂、HO₂、NO、N₂O、CH₄、NO、NO₂、SO₂和HCI的浓度。Knapp等^[67]在地面测量了工业烟囱吸收、透过谱，分析了燃煤发电厂和酸制备厂排出的SO₂和N₂O。Theriault^[68]开发出一种具有扣除背景功能的双光束FTIR分光系统，测量了受控烟羽发生器中释放出的氨气和不同位置上烟羽的线积分浓度，并进行了浓度的重构。Korhler等^[69]利用4台配置相同的FTIR光谱仪，以低角度天空为背景，检测由烟囱释放出的SO₂，他们优化了数字过滤和重构技术，并提出了一种将背景变化影响最小化的算法。