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气溶胶不仅是研究全球气候变化和定量遥感的重要参数，在大气污染状况的研究中也起着重要的作用。本文以POLDER传感器提供的卫星资料为基础，对城市上空气溶胶光学厚度的反演方法进行研究，探索了一种以矢量6S辐射传输模型建立的查找表为基础，结合总反射率和偏振反射率共同反演气溶胶光学厚度的方法，并根据反演结果分析了研究区域内的气溶胶光学厚度的时空分布情况，最后结合地面监测的空气污染指数数据建立了两者之间的关系模型，从而为利用遥感手段监测大气污染状况的研究作出贡献。主要结论如下：1、分别将反演结果与POLDER气溶胶产品和地基AERONET北京站点的观测数据的对比发现其相关系数分别为0.9808和0.9229，平均相对误差分别为6.1%和6.9%，并发现反演结果大多数比地基观测数值要小。2、利用POLDER数据反演了北京市2005年~2010年间样本点的气溶胶光学厚度，研究了该时段内气溶胶光学厚度的时间及空间变化特征。结果表明，在空间上，气溶胶光学厚度表现为东南部较高，西北部相对较低，呈现出由东南向西北降低的趋势。在时间上，研究时段内气溶胶光学厚度随着时间的推移呈降低趋势；不同月份的气溶胶光学厚度也有较明显的差异，在7月份达到全年中的峰值，为0.65，11月份达到最低值0.20；不同季节的气溶胶光学厚度表现为春夏季节大于秋冬季节，夏季最大，最低为秋季。3、在反演得到的气溶胶光学厚度和地面观测到的空气污染指数的基础上，分析了两者之间的关系，并针对不同季节建立了相应的模型。通过各模型间的对比发现春季和冬季模型较为理想，相关系数分别为0.5993和0.6264，通过验证发现当阈值取25时除春季外预测精度都达到了70%以上，春季为66.67%。最后利用卫星图像上反演得到的气溶胶光学厚度对城市的空气污染等级进行了预测，预测结果和实际观测结果的对比证明了该预测方法的可行性。