传统气溶胶高精度遥感主要在水体、浓密植被等地表反射率较低的区域开展。在城市、稀疏植被等地表反射率较高的地区由于气溶胶对卫星信号指示作用的降低，气溶胶反演面临较大困难。结构函数法是一种基于大气透过率的气溶胶光学厚度反演方法，受地表反射率限制较小，可以实现地表反射率较高地区的气溶胶遥感反演。但该方法要求有与待反演图像时间较近的清晰图像的支持才能实现，该条件的存在严重限制了结构函数法的应用。为克服该问题，本文研究了使用已有的地表反射率产品为待反演图像提供清晰图像的方法，以推动该方法的业务化应用。　　本论文的主要工作包括以下几个方面:　　1)地表反射率产品的生成及质量评价。结构函数法需要清晰图像作为参考，而短时间内无法获取清晰度高、受云雨等影响小的图像，考虑清晰图像是用来提供地表反射率的，本文采用邻近年份的地表反射率数据产品进行最小值合成，得到受云、雾等因素影响小的地表反射率数据，并对其进行评估。　　2)研究地表反射率产品与待反演图像间的配准误差对反演结果的影响。为了精确确定配准误差的影响以及算法能够承受的误差范围，确定反演结果误差小且受配准误差影响小的像元的地表反射率结构特征，本文使用6S辐射传输模型模拟了不同配准误差下的表观反射率。采用三个方向对比的结构函数模型得到不同配准误差下的反演结果，对反演结果进行统计和分析，结果表明配准误差显著影响结构函数法的反演结果，当配准误差小于0.2个像元时，反演误差小于0.2的像元占总像元的比例达63％。此外，当地表反射率结构函数值大于0.03时，反演结果受配准误差的影响相对较小，相对误差最大不超过40％，反之，受配准误差的影响较大。　　3)大气透过率与气溶胶光学厚度对应关系的研究。为了得到两者的相互关系，本文利用6S模型得到了不同太阳天顶角和卫星天顶角下的大气透过率与气溶胶光学厚度，发现两者之间的对应关系受天顶角的影响很大。本文在固定其中一个天顶角的情况下，采用单一变量法研究了另一个天顶角对反演稳定的像元以及算法可接受的配准误差的影响。结果表明太阳天顶角的影响较观测天顶角大，且天顶角越小，稳定像元比重越少，可接受的配准误差越小，反之天顶角越大，稳定像元比重越大，可接受的配准误差也较大，当太阳天顶角达到80°时，稳定像元的比重可达70％。此外，在冬季和夏季的地表反射率无显著差异的情况下，对比反演了同一地区两个季节的气溶胶光学厚度，结果表明在相同配准误差下，冬季的反演结果较夏季准确，受配准误差影响小的稳定像元比重也较大。　　4)查找表查找方法的研究。在研究大气透过率与气溶胶光学厚度间的关系时，发现两者存在显著的指数关系，而常用的查找方法是线性插值，为了对比两种方法的反演结果。结果表明，当太阳天顶角小于50°、观测天顶角小于60°时，一个‘e’的指数函数拟合比线性插值得到的结果更贴近模拟时设定的气溶胶光学厚度，而且稳定像元的比重也明显高于线性插值法。当太阳天顶角大于50°、观测天顶角大于60°时，两个‘e’的指数函数可以很好的描述大气透过率与气溶胶光学厚度的关系，但是超越方程的求解较为繁琐，线性插值的结果相对一个e的指数函数拟合要好。　　5)研究像元间隔设置对结构函数法反演结果的影响。受地形、土地利用等影响，结构函数值随像元间隔的变化是不规则的，像元间隔的设置会使反演结果存在误差，为了确定最佳的结构函数值确定方法，利用不同方法确定的结构函数值反演气溶胶光学厚度，并根据地面CE318的观测数据进行精度验证。实验发现，当像元间隔大于4时，结构函数值的变化率减小，通过对像元间隔从1到4的结构函数值求平均的反演方法较为稳定，精度较高。此外，当像元的地表反射率结构函数值介于0.017±0.01时，反演结果精度较高，最高时相对误差可达1％，而精度较高的像元分布规律与模拟实验的结果具有较高的一致性。