二氧化氮（NO2）是危害环境和人类健康的主要污染气体之一。需要对其排放进行监测，以实现更好的治理。现有的图像监测方法具有大规模实时性的优点，但存在背景重建精度和适用性不足的问题。本文提出了一种利用双通道光谱图像定量监测气体浓度的方法。NO2的浓度是从405nm和470纳米双通道光谱图像中提取的。进行了以下理论和实验研究：进行了理论推导，得到了气柱浓度与双通道光强比的关系。分析了双通道曝光时间对标定公式的影响，将采集到的双通道光强比与理论值进行了比较，两者相差0.26%。收集了北纬26.08度不同气象条件下的太阳散射辐射谱，给出了不同太阳天顶角下双通道光强比的经验值。分析了检测摄像系统的性能，检测限为19.6%。在浓度标定和反演实验中给出了标定函数，反演了扩散过程中气体浓度的二维分布，验证了双通道光谱成像法定量检测气体浓度的可靠性。