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本发明公开了一种基于图像处理技术对含碳颗粒物纳米结构进行分析的方法。颗粒物可以是发动机排放颗粒物、烧煤生成颗粒物、麦梗燃烧生成颗粒物等各种含碳物质，本方法对颗粒物中碳层的每个微晶的长度和曲率，以及相邻两个微晶的间隔距离进行定量分析。本方法包括以下步骤：颗粒物微观形貌图像获取；对图像进行数字处理；计算颗粒物的纳米结构特征参数。本发明在对颗粒物微观形貌图像进行数字处理的基础上，进一步自动去除微晶交叉点，以及对微晶进行自动直线搜索拟合，能够有效提高颗粒物纳米结构特征参数的计算效率与计算准确度，从而提供了一种对大气污染颗粒物进行控制技术的应用效果的评价方法。