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国民经济快速发展,城市规模急剧扩张,而由城市交通污染、工程建设污染、工业污染及生态环境破坏等引发的大气污染问题给城市空气质量带来了空前未有的挑战。目前,细颗粒物PM2.5已经成为我国大多数地区的首要污染物。全面有效的掌握空气污染的分布情况及其变化规律对城市环境预防和治理尤为重要。我国面积辽阔,但大气环境监测基本还是靠常规的地面监测,地面站点数量少且主要集中在比较发达的大、中城市,对大气污染监测的掌握程度仍处于较低水平。卫星遥感监测与地面站点监测方法相比,具有快速、宏观、动态、经济等特点,在环境空气污染变化的空间性、连续性方面具有明显优势。因此,卫星遥感作为大气污染监测的重要技术手段之一,对于城市和区域性的环境空气质量监测和防治具有现实意义。本文以京津冀地区为研究区域,对MODIS气溶胶光学厚度与大气PM25质量浓度的相关关系进行了探讨,建立了全年及分季节的PM2.5质量浓度卫星遥感估算模型,并引入气象因子对模型进行修正,提高了模型的精度,然后对MODIS产品反演的气溶胶光学厚度数据和地面PM2.5质量浓度数据分析了京津冀地区PM2.5质量浓度和气溶胶特征分布情况,主要研究内容和结论如下：(1)利用MODIS AOD数据与PM2.5质量浓度数据进行相关性分析并建立回归模型,发现直接拟合的模型相关性不高,不能直接利用回归模型估算近地面PM2.5质量浓度。然后按季节将各市建模数据分别进行拟合分析,各模型精度得到提高。(2)考虑区域的一致性,本文对7个市的样本数据进行标高订正和湿度订正,用标高订正后的气溶胶光学厚度与湿度订正后的细颗粒物质量浓度进行建模,发现二者的相关性有一定幅度的上升。分季节拟合后,二者之间具有较为显著的相关性,更能真实地估算地面PM2.5质量浓度。研究结果表明,卫星遥感可以作为区域尺度下细颗粒物质量浓度监测的有效补充手段。(3)对AOD和PM2.5质量浓度的时空分布特征进行分析,结果表明二者在时间分布上具有显著的季节性变化,秋冬两季的AOD值低于春夏两季；而PM25质量浓度的时间分布特征与AOD相反,PM25质量浓度高值出现在10月到次年1月,低值出现在5-8月。从空间特征上看,京津冀地区由北往南AOD值和PM2.5质量浓度有明显的增高现象,其中张家口市、承德市、秦皇岛市最低,而邯郸市、衡水市、邢台市和石家庄市为高值城市。(4)考虑地形起伏对气溶胶分布的影响,发现地形地貌对气溶胶光学厚度的分布有很大的影响,且呈明显负相关。地势越高,该地区气溶胶光学厚度值越低；地势较为平坦的地区气溶胶光学厚度值相对较高。