环境光学监测技术主要是综合应用光学、激光、光谱学等方法和技术，结合计算机科学技术获取环境信息并进行加工和处理，实现多空间尺度，多时间尺度，多参数的环境污染物定量测量和分析的技术。随着环境需求和光学技术的发展，利用不同波长范围的光特性发展成不同的环境光学监测技术，包括差分光学吸收光谱法，可调谐半导体激光吸收光谱、傅里叶变换红外光谱，非分散红外光谱，激光雷达，光散射测量，荧光光谱，激光诱导击穿光谱等技术。
图1. 不同波段的光对应的灯源以及环境光学监测技术
本课题组所利用的大气组分光学探测技术是差分光学吸收光谱技术（DOAS），是20世纪70年代末由德国海德堡大学环境物理研究所Platt等人提出，基本原理是利用痕量气体在紫外-可见波段的特征吸收光谱，通过差分吸收光谱强度来反演气体的浓度。而在紫外-可见波段存在吸收的气体分子,如苯系物、NH3、SO2、O3、BrO、HCHO、HONO、NO2、CHOCHO、NO3等在一定条件下可以被解析，从而实现多组分光学探测。根据DOAS系统采用的光源不用，可以分为主动DOAS和被动DOAS两大类，即采用人为光源（如氙灯，氘灯和LED光源等）的主动DOAS，和以自然光（太阳光，月光和星光等）作为光源的被动DOAS。
图2. 不同波段上的痕量气体的特征吸收光谱
本课题组基于主动DOAS技术发展了长光程氙灯DOAS，长光程LED-DOAS和短光程SP-DOAS。主要用于监测近地面NH3、NO、异戊二烯、SO2、HCHO、HONO、NO2、CHOCHO、NO3、O3等痕量气体，实现多组分观测，具有响应速度快，精度高，测量范围大，非接触等优点。
图3. 主动DOAS的原理示意图
近年来集合车载，观测铁塔等平台开展痕量气体的水平分布和垂直分布观测。
图4. 车载主动DOAS开展的走航观测实验
图5. LP-DOAS结合铁塔开展痕量气体垂直观测研究
本课题组基于被动DOAS技术发展了多轴DOAS，利用太阳散射光作为光源，获取大气中的痕量气体及气溶胶的垂直分布信息。
图6. MAX-DOAS的结构图
近年来利用被动DOAS的安装条件简易，响应快等优点，使用MAX-DOAS对船舶污染物排放监测。
图7. 利用MAX-DOAS针对船舶污染物排放监测实验
集合船载等平台开展痕量气体的水平分布观测。
图8. 船载MAX-DOAS的海航观测实验
课题组基于现有的卫星遥感产品，开发新的重采样算法，提升了卫星数据的空间分辨率，结合地基遥感，深入研究了区域、城市尺度下的空气污染状况，为长三角环境空气质量改善提出应对机制。
图9. 基于微元法重采样的卫星空间分辨率提升效果
图10. 基于地基和卫星遥感下的上海市臭氧生成敏感性
