大气气溶胶是主要的空气污染物,而气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,简称AOD)作为大气气溶胶的重要光学特性,常常被用于研究气溶胶的特性和气候效应。随着遥感技术在科技领域的不断渗透,利用遥感手段对AOD进行监测,成为了学术界的研究热点。包头市作为我国北方的重工业基地,也是内蒙古自治区重要的工业城市,其工业生产规模和产业结构对城市空气质量产生了显著影响。但是尚未有将包头市作为AOD研究区的工作,因此选择包头市进行AOD的反演研究具有重要的现实意义。本文将研究区的MODIS遥感影像作为数据源,利用ENVI5.1软件对影像进行预处理。基于研究区植被覆盖面积广的自身特点,借助6S辐射传输模型,使用经典的暗像元算法对包头市2005—2015年的AOD进行反演。由于AOD与一定的气象因子有关,因此建立AOD与气象因子之间的回归模型,能够为研究区的气候效应研究提供新的视角。此外,对AOD的反演结果进行时空特征分析,为揭示研究区的大气气溶胶时空变化规律提供事实依据。此外,本文的主要结论如下:(一)以研究区2005—2015年的MODIS遥感影像作为数据源,利用ENVI5.1软件对影像进行预处理工作,包括MODIS影像的辐射校正、几何校正、云检测等。借助6S辐射传输模型,利用暗像元算法反演了研究区的AOD,得到的反演结果与地面观测结果进行比对,平均相对误差为30.1%。(二)对近11年的AOD反演结果与气象因子观测数据进行Pearson相关分析,发现AOD与气温和日照显著相关。进一步对AOD和温度、日照进行一元线性和非线性回归分析,建立最优的回归关系模型,结果说明了AOD会对包头市的温度和日照产生显著影响。(三)对AOD反演结果进行时空特征分析,从时间序列来看,发现研究区3-10月AOD值较低;11月至次年2月AOD值较高;全年AOD随时间变化的图像呈“U”型,且AOD具有稳定的周期性年际变化,导致这样变化的主要原因是供暖和气旋的活动。(四)从空间特征来看,供暖季研究区的AOD呈现北高南低的趋势,高值区出现在北部和中部;非供暖季的AOD呈现北低南高的趋势,高值区出现在南部,导致这样变化的主要原因是:(1)北部、中部海拔相对较高,对供暖的需求相对较高。南部为平原,经济比较发达,人口相对密集、汽车尾气排放量大,这些原因使气溶胶粒子汇集在南部,以至常年都有AOD的分布。(五)总结了论文的主要研究和成果,并对后期的研究问题与目标进行了说明和展望。