大气气溶胶是大气中悬浮的如烟、尘埃以及水和冰组成的云雾滴、雨雪和冰晶等各种固体和液体粒子的组合体系。大气气溶胶分布很广,它具有复杂的物理和化学变化,对全球的气候和环境质量有着非常大的影响。由于气溶胶时空分布大,相较于地基遥感,卫星遥感具有一定的优越性。目前,利用卫星遥感对气溶胶光学厚度反演的研究很多,其中研究方法较成熟、较广泛的就是MODIS卫星反演方法。在算法的研究方面主要侧重于如何准确地获得地表反射率,以此提高MODIS卫星遥感气溶胶光学厚度的反演精度,这成为了目前国内外学者需要研究解决的问题。论文的研究内容和主要结论包括以下几个方面:(1)本文根据大气气溶胶光学厚度反演的基本原理,提出一种基于像元分解法确定地表反射率,结合MODIS数据进行气溶胶光学厚度反演的方法。首先,将MODIS地表反射率日数据筛选后进行季节分类,得到春、夏、秋、冬四季的地表反射率均值;然后通过目视解译,选取出建筑物、林地、耕地和水体四类地物端元;接着确定出每一种地物端元在红光或者蓝光波段地表反射率与2.1μm波段地表反射率之间的比例关系;最后,对不同季节的地表反射率产品进行了像元分解,以获得不同地物端元所占每个像元的比例,再结合MODIS LIB数据于2.1μm波段的表观反射率,确定出红光或者蓝光波段地表反射率。在确定红光或者蓝光波段地表反射率之后,利用6S辐射传输模型构建查找表,对本文的研究区进行气溶胶光学厚度反演。(2)本论文将基于像元分解法确定的地表反射率与传统暗像元法和MODIS V5.2算法确定的地表反射率进行比较分析。总的来说,基于像元分解法确定的地表反射率较大于上述两者方法确定的地表反射率,特别是建筑物集中的城市地区。而在植被浓密的林地地区,三种方法确定的地表反射率较接近。(3)利用地面观测数据对实验结果进行了验证。分析得出,本文基于像元分解法的气溶胶光学厚度反演结果与传统的暗像元法和MODIS V5.2算法的反演结果有较好的相关性,说明本算法具有可用性。基于像元分解法得到的气溶胶光学厚度的反演结果偏小于传统暗像元法和MODIS V5.2算法得到的结果。结合地面观测数据进行验证,结果表明,三种方法中,基于像元分解的反演方法与地面观测数据的相关性最高,R2为0.8731;其次是MODIS V5.2算法,R2为0.8068;相关性最低的是传统暗像元法,R2为0.7037。并且,像元分解法,MODIS V5.2算法,传统暗像元法得到的气溶胶光学厚度反演结果落在误差范围内的点占总反演结果的比例分别是:78.94%,60.52%和35.52%。相较于MODISV5.2算法和传统暗像元法,基于像元分解的方法具有更好的反演结果。