气溶胶是大气辐射收支平衡以及全球气候变化的一个重要影响因素,并且对环境以及人体或其他生物的生理健康也有着很大的影响。随着人们认知程度的提高,气溶胶尤其是小粒径可吸入颗粒物PM2.5等愈来愈受到重视,精确探测气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)及可入肺颗粒物PM2.5质量浓度对于研究环境空气质量及气候变化具有着重要意义。基于卫星遥感技术探测气溶胶信息是当前国内外研究的一个热点问题,不同于传统的地基探测方法,它拥有覆盖范围广、获取信息快捷、便利等特点,为人们实时了解大区域范围内的大气情况提供了可能。目前卫星遥感探测气溶胶技术在海洋和浓密植被覆盖的陆地地区取得了较好的效果,但对于城市等高反射率区域效果并不理想,较高的地表反射率是城市地区AOD遥感反演的瓶颈。针对城市地区地表反射率较高、气溶胶遥感反演产品精度较低的问题,本文基于几何光学模型理论,以暗像元算法为基础,通过耦合地表反射率的算法获取红光波段地表反射率,解决了城市等高反射率地区的地气分离问题；然后结合与季节相适应的气溶胶模式并采用适当参数,通过调用6S辐射传输模型建立了适合城市地区的气溶胶光学厚度查找表；进而以沈阳地区做为试验区,基于MODIS数据对沈阳及周边地区2013年AOD及PM2.5质量浓度进行了反演,得到了1km分辨率的AOD及PM2.5质量浓度分布图,并对反演结果在时间、空间、强度上进行了深入分析；最后为了验证本文算法的可行性及精度,采用沈阳市地面监测站实时监测数据进行了精度验证,结果表明在晴朗无云条件下,本文反演结果与地面监测站数据之间的相关系数为0.9,显著性检验表明二者之间差异不明显,一致程度较好。实验表明本文算法对于沈阳市及辽宁省AOD及PM2.5质量浓度遥感反演研究具有一定的实践意义和参考价值,并且在环境空气质量监测实际工作中具有较高的应用价值。