由于气溶胶来源的广泛性、气溶胶生命周期的短暂性，导致气溶胶时间和空间分布的高变异性。陆地地表的异质性、非朗伯性及高反射特性，更是增加了陆地地表气溶胶光学厚度遥感定量反演的难度。本文在总结了气溶胶卫星遥感反演方法的基础上，基于辐射传输方程推导得出了地表真实反射率和星上表观反射率以及大气气溶胶光学厚度之间的关系式。并在此基础之上，利用AATSR卫星遥感数据的双角度观测能力，分别提出了针对不同陆地地表反射特性假设下的气溶胶光学厚度反演模型，并利用地面AERONET结果进行了验证，同时对其精度进行了比较。具体研究内容及结论如下： 1)提出了基于AATSR数据的陆地地表气溶胶遥感定量反演模型该模型具有同步反演地表真实反射率和气溶胶光学厚度的优点。基于该模型，通过对33景覆盖北京及周边地区的AATSR影像数据进行AOT反演试验并与地面AERONETAOT验证，发现星下点和前向AATSR反演得到的AOT。值均与AERONET。AOT‘值相比均表现出良好的一致性，且在0.55、0.66、0.87 μm等三个可见光波段处的平均相对误差分别是9.84％，8.87％和8.11％。在一定程度上证明了本模型的有效性，对于城市等亮地表地区AOT反演尤其有效。 2)利用基于AATSR数据的陆地地表气溶胶遥感定量反演模型协同反演了地表真实反射率它无须任何地表和大气的先验知识，是一种完全基于遥感影像的地表真实反射率反演模型。反演试验结果表明：真实反射率图像纹理清晰，结构合理，显示了该模型在遥感图像大气校正领域的巨大应用潜力。 3)提出了基于AATSR和MODIS BRDF/ALBEDO产品的陆地地表气溶胶协同反演模型通过考虑待反演陆地地表的BRDF特性，从而为提高陆地地表，尤其是城市区域的气溶胶遥感定量反演精度探索了新途径。星下点方向AATSRAOT反演精度为：三个可见光波段的平均相对误差为9.97％；前向AATSR AOT反演精度为：三个可见光波段的平均相对误差为10.17％。由于该模型考虑地表的非朗伯体特性，从而增加了模型的普适性，在一定程度上扩大气溶胶反演算法在陆地亮地表的适用范围。 4)提出了假设地表是朗伯体的陆地地表气溶胶反演模型，并比较了几种不同地表反射特性假设条件下的AOT反演结果通过比较几种不同地表条件假设的AOT反演结果，证明了考虑地表BRDF的气溶胶反演模型的优越性。通过与地面AERONET实测结果比较发现，朗伯体条件假设下的陆地地表气溶胶反演模型AOT结果精度非常低，不在可接受范围之内。结果表明：假设地表是朗伯体会给模型带来远远高于地面实测AOT值的反演误差，对山区尤其如此，由此证明了地形起伏对气溶胶反演精度起着非常重要的作用。