本文以太湖为研究区，通过水面光谱实验采集，地基太阳光度计大气测量，和当天的MODIS遥感影像，联合遥感太湖地区的大气特性，其中对大气的水汽总量和气溶胶光学厚度做了重点研究。研究成果如下： 1)提出了一种利用太阳光度计直射数据反演气溶胶光学厚度的改进算法。考虑了影响气溶胶光学厚度反演误差的各种因素，其中对大气光学质量，Rayleigh光学厚度，臭氧的吸收系数等因素做了改进，特别是计算Rayleigh标准光学厚度积分式时考虑了复折射指数，退极化因子。结果表明该算法能提高反演的精度。 2)提出了一种新的太阳光度计定标方法。研究比较了太阳光度计直射通道的各种定标技术，并应用于实际的实验测量中。除了Langley法，标准传递法外，并在理论上提出了一种新的定标方法。 3)光度计和MODIS联合反演大气水汽总量。确定了光度计用改进Langley法中的瞬态法，和MODIS的近红外两波段比值法效果较好，最后获得逐像元的水汽总量。 4)提出了一种实验确定气溶胶类型的方法。通过与卫星影像准同步的地面光谱和太阳光度计实验，利用辐射传输模式6S，变化气溶胶类型各组分，建立关于星上辐射的查找表，并利用新定义的相对误差参量，在其总误差最小时确定气溶胶类型。 5)实现、改进并扩展计算单球粒子的Mie散射程序。可以计算多分散体系的大气气溶胶粒子群并包括偏振的光学特性，并用于实际太湖地区大气气溶胶偏振散射相函数等光学特性的计算中。 本文的研究成果可为大气校正和水色遥感奠定基础。