在工业信息化的发展潮流中,分布式光纤传感系统具有体积小、耐高压、耐腐蚀,抗干扰和成本低等优点,借助其天然而又独特的优势吸引了大量研究人员的注意力。布里渊光时域分析（Brillouin Optical Time Domain Analysis,BOTDA）技术就是其中的一种,能够通过对参数变化的监测,感知分布式光纤的温度和应变。目前在航空航天、轨道交通、桥梁建筑等领域的灾害预警及安全监测方面得到了广泛应用,怎样提高BOTDA系统的传感性能已经成为国内外研究热点。首先,本文从布里渊散射效应原理出发,基于受激布里渊散射效应（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）深入分析BOTDA系统的传感机制。对SBS过程的三波耦合方程进行计算并对布里渊散射谱进行仿真。随后对BOTDA系统的指标进行简单介绍而后搭建系统并对关键器件进行分析,通过温度测量实验完成了系统测试。然后,根据布里渊散射谱的图像特点,本文使用图像处理的滤波方法如高斯滤波及中值滤波对布里渊散射谱实现降噪处理。由于高斯滤波可以衰减超出有效信号的高频分量,但是在以大噪声图像为目标时,往往会丢失线条和其他精细的图像细节,而中值滤波可以消除更多噪声,同时保留边缘细节。因此,可以对布里渊散射谱使用混合滤波,在高斯滤波之前使用中值滤波以降低噪声幅度,避免高斯滤波使图像边缘细节有所损失。通过计算,高斯滤波将图像信噪比提高3.99d B,中值滤波将图像信噪比提高7.67d B,混合滤波将图像信噪比提高了9.18d B。由此得知,混合滤波在以上三种方法中具有最佳性能。最后,对BOTDA系统的布里渊频移如何提取进行研究,将布里渊散射谱中的幅值视作图像的像素点。针对以往曲线拟合计算的复杂性和处理时间长的问题,我们提出在不增加系统复杂度且不牺牲空间分辨率的前提下使用峰值定位方法快速提取布里渊频移。与图像处理中固有的方式,例如质心分析相比,提高了处理速度并改善了提取频移的精度。此外,本文还提出了一种基于图像边缘检测的Canny算子对布里渊频移进行提取。在图像处理领域中的边缘即在原图像中灰度改变显著之处,恰好布里渊散射谱的阶跃变化也可看作图像中灰度改变。根据Canny算子原理,对图像进行滤波、计算梯度幅值及方向、非极大值抑制和双阈值检测从而提取布里渊频移的变化。且经搭建平台验证了Canny算子在布里渊散射谱频移提取中的可行性。同传统方法相比,图像处理方法的全局性,对于不止一个位置突变的情况,能够防止重复拟合操作,极大程度减少计算的成本且节约时间。