大气水汽是一种温室气体,是影响天气变化的主要因素;水汽的蒸发与凝结过程会吸收和释放大量能量,这在一定程度上影响了大气温度变化及大气的运动情况。因此,水汽在维持气温平衡方面起至关重要的作用。总之,大气水汽在全球气候系统变化中扮演着重要的角色,分析水汽的时空分布特征及演变趋势对于灾害性天气预警、降水预测、洪涝干旱情况的监测等研究都有重要的意义。目前利用MODIS数据反演大气水汽的方法有很多,按照使用的波段位置不同,可分为近红外法、热红外法和微波法,每种方法都有其优缺点和局限性,半干旱地区水汽含量稀少,如何提高水汽含量的遥感反演精度,得到高精度的时空大气水汽含量,是该领域主要问题。因此,本文以干旱少雨的甘肃地区为研究区,利用MODIS数据进行大气水汽反演方法、大气水汽时空分布特征及变化趋势研究。主要研究工作如下:（1）分别采用两通道比值法和三通道比值法对甘肃地区2014-2019年的大气水汽含量进行了反演。在此基础上,采用粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）对适合甘肃地区的三通道比值法的权因子fi进行优化求解,得出了适宜甘肃地区的加权三通道比值法。（2）在改进的加权三通道比值法的基础上,建立了基于探空实测数据的MODIS水汽实时线性回归校正模型。为得到高精度的时空大气水汽含量,在分析加权MODIS水汽数据与探空实测数据相关性的基础上（相关系数R=0.839）,建立了二者的实时线性回归模型(PWV=0.94*PWV_（MODIS）+1.99)。（3）对甘肃地区2014-2019年大气水汽含量的时空分布特征及演变趋势进行了分析。从年与季节两种时间尺度对2014-2019年甘肃地区的大气水汽含量时空分布特征进行了分析;从相邻两年的年平均水汽变化以及季节平均水汽变化两方面对甘肃地区2014-2019年大气水汽含量时空分布的演变趋势做了详细研究。（4）分析了不同地区不同时间尺度大气水汽含量与降水之间的关系。从2014-2019年月平均及季节平均大气水汽含量两方面对甘肃省内6个站点（敦煌、民勤、乌鞘岭、榆中、合作和西峰）处的大气水汽含量与降水的关系进行了分析研究。（5）分析研究了大气水汽含量与温度及经纬度等因素的关系。使用甘肃省6个站点（敦煌、民勤、乌鞘岭、榆中、合作和西峰）处的月平均大气水汽含量与月平均温度数据对二者的相关关系进行了分析研究;提取2014-2019年年平均大气水汽含量空间分布影像的所有像元值,分别研究了大气水汽含量随经、纬度的变化关系。