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中国城市化进展取得举世瞩目的成就,但与此同时也造成严重的环境污染问题,污染问题最具危害的是空气污染问题,空气污染主要是雾霾。雾霾已经严重影响人们的正常生活,PM2.5作为雾霾的主要组成部分,已经成为政府和社会关注的焦点。在国家提出“绿水青山就是金山银山”的倡导下,如何健康促进城市化这一问题正在逐步成为热点。因此,加强对城市PM2.5高发期（冬季）的立体分布特征及其影响因素研究显得非常必要,不仅能为针对性预防、治理雾霾提供指导性参考,而且能更科学地辅助城市规划,在实际应用中具有一定现实意义。本文以北京市为研究区域,时间跨度为2017年冬季（2017年12月～2018年2月）,采用地理加权回归方法对处理后的MOD043K气溶胶产品估算水平PM2.5浓度,采用CALIPSO数据借助消光系数和衰减后向散射系数定性评估垂直高空PM2.5分布情况,开展PM2.5浓度在水平空间分布、垂直空间分布和时间分布三个不同维度特征的研究,并利用地理探测器定量分析自然因素和人为因素对PM2.5浓度分布特征的影响。本文开展的研究工作如下:（1）分别利用普通克里金、自然邻近插值两种方法对经过反射率统计模型填充后的北京市区域的MOD043K气溶胶产品进行插值,获取覆盖整个北京市的气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）分布结果,并将两种插值结果加权融合,对最终获取的北京市气溶胶光学厚度与地基AERONET数据进行交叉验证;（2）基于地理加权回归模型利用AOD估算水平PM2.5浓度,并结合地面环境监测站数据对比验证估算精度,分析水平空间上的分布特征和日、月序时间单位上的分布变化;（3）利用CALIPSO数据计算消光系数和衰减后向散射系数,得出消光系数垂直轮廓线和垂直大气污染分布情况,根据消光系数与PM2.5浓度成线性正比关系,衰减后向散射系数可区分污染型气溶胶和清洁型气溶胶的特点,间接评估垂直空间上PM2.5的分布特征和日、月序时间单位上的分布变化;（4）通过地理探测器定量分析北京市自然因素（风速风向、植被覆盖度）和人为因素（道路网、人口活动和建筑物）对水平和垂直空间上PM2.5浓度分布演变驱动力影响,其中风速风向利用ECMWF遥感数据分别提取近地面10m、500hPa位势高度（平均海拔高度约5500m）两组不同高度数据。得出以下结论:（1）经过反射率统计模型填充后的AOD效果较好,与地基AERONET数据交叉验证精度较高,证明反射率统计模型能够有效填充AOD缺值区域,具有较好的普适性和可靠性,且填充效率高。AOD基于地理加权回归模型估算水平PM2.5浓度精度较高,估算值与实测值相关性整体达到0.779,基本符合实验要求,估算误差主要来源于误差累积传播和模型算法局限性。（2）2017年北京冬季PM2.5水平分布表现为高浓度主要集中在东南部平原地区,西北大部和东北小部PM2.5浓度最低,西南部和环东南部PM2.5浓度是介于高值和低值之间。12月份PM2.5浓度高值范围集中在东南部,环东南部区域出现次高浓度缓冲区,1月份高浓度范围有所缩减,最高值区域由东南部转移至南部,2月份PM2.5浓度高值范围由东南部扩大至东南全部、东北局部和西北小部;垂直分布主要表现为在1～4km上空是PM2.5集中区,且沿纵剖面由南向北的PM2.5垂直分布特征为随着纬度的增加PM2.5垂直分布呈现先增加,后递减趋势,40.18°N附近上空是北京PM2.5南北垂直分布变化的转折区,而北京则是同经度下中国南北地区垂直上空PM2.5分布的转折区,消光系数轮廓线和衰减后向散射系数在12月份较为稳定,1、2月份不同程度变化。（3）风速和风向是影响北京冬季PM2.5扩散的自然因素之一,不论近地面10m还是500hPa位势高度的风向均是西北风,近地面10m的风速对PM2.5分布的影响力大于500hPa位势高度风速对PM2.5分布影响力,近地面10m风速与PM2.5的关系是负相关,500hPa位势高度风速与PM2.5的关系是在一定范围内PM2.5随着风速的增加而减小,超过该范围,PM2.5随着风速的增加而增大。不同区域的植被对PM2.5分布的影响较大,城区内较低覆盖度的密集植被受区位影响会致使PM2.5难以消散,城区外尤其是北部山区的植被因为品种多,覆盖度高,且受区位影响,植被吸附PM2.5作用大于阻碍PM2.5扩散作用。（4）经过地理探测器计算的人口活动影响驱动力排序为道路网密度（0.4967）>停车场（0.0753）>公园（0.0484）>生活服务（0.0401）>餐馆（0.0344）>公司（0.0258）>酒店（0.0220）,可知城市人口活动对PM2.5的分布驱动影响较大,人口活动的交通道路网与停车场影响PM2.5分布驱动力最大,交通道路网的驱动力是停车场的7倍,且与PM2.5浓度的关系存在正相关关系,其余人口活动POI与PM2.5浓度关系整体的驱动力均大于0.02,说明其余人口活动POI对PM2.5分布具有一定影响。（5）道路网种类密度高的交通线路带来的尾气污染排放是影响PM2.5分布的主要因素,不合理的建筑布局对PM2.5分布影响体现在建筑物密度和高度差,高密度的低层和高层建筑物容易形成建筑“峡谷”,滞留PM2.5不易消散,低密度的超高层建筑对PM2.5分布的影响有限,密集的多层和稀疏的中高层建筑对PM2.5分布具有一定的影响力,但布局合理可以避免形成建筑“峡谷”。（6）城市中心区高密度的低层、高层错落围绕的建筑尽量规划在风口方位,风口方位之外区域的建筑高度应该尽量降低高度落差,且远离高运输量的等级较高的道路如高速、国道等地带,特别是十字路口等交汇区域的建筑方位不能影响气流的流通,这样能疏散城市中心街道车辆排放的PM2.5。高密度低层、高层建筑夹着的街道路边可以栽种适量低树冠常绿植被,最好选择对PM2.5吸附效果较好的常绿针叶林。