大气气溶胶影响着全球大气辐射收支平衡、生态环境变化以及人类身体健康,是国内外研究的热点问题。近年来随着我国城市化进程加快和经济高速发展,城市地区大气污染问题日趋严峻。现有气溶胶光学厚度（Aerosol optical depth,AOD）产品空间分辨率较低,无法满足城市地区小尺度、精细化的大气污染监测需求。城市区域地表覆被复杂多变,反演高精度AOD具有一定挑战性,本研究以Landsat-8 Operational Land Imager（OLI）影像为数据源,以北京市为研究区开展气溶胶反演研究,旨在获取高精度、高空间分辨率AOD产品。根据研究区不同土地覆被类型分别使用两种方法用于确定地表反射率,结合研究区内AErosol RObotic NETwork（AERONET）地基站点获取的气溶胶特性数据定义气溶胶类型,实现高空间分辨率AOD反演,并将反演结果与AERONET 和 Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer（MODIS）AOD 产品进行了交叉对比验证。主要研究结果如下:（1）植被区地表反射率关系继承于成熟的MODIS Dark Target（DT）算法。研究利用传感器光谱响应函数与ASTER地物波谱库中的实测光谱曲线修正了波段差异,再结合NDVIMODIS1.24-2.12与NDVIOLISWIR的转换关系,重新推导出适用于OLI传感器的地表反射率关系。根据该关系计算出的红、蓝波段地表反射率与Landsat-8 Collection2 Leve12级地表反射率产品的相关系数均为0.92,RMSE分别为0.006和0.003,MAE分别为0.002和0.004,精度较高。（2）城市建成区属于典型的高亮地表,表现出不同于植被区的地表反射率关系。研究基于6SV模型和AERONET气溶胶特性数据对OLI影像进行大气校正,得到红、蓝波段真实地表反射率,采用最小二乘法重新拟合红、蓝波段与2.2μm、短波红外植被指数以及散射角之间的函数关系。根据该函数计算出的地表反射率与大气校正得到的“基准”地表反射率之间具有较高的一致性,相关系数为0.88和0.92,RMSE分别为0.012和0.015,MAE分别为0.008和0.01。（3）气溶胶类型是影响气溶胶光学厚度反演的关键因素之一,研究基于5个AERONET站点2015-2020年逐月平均复折射指数、粒子平均半径、半径标准差和体积浓度定义了按月划分的双峰对数正态谱分布气溶胶类型,逐月的气溶胶类型更加符合研究区气溶胶粒子实际分布情况,可有效提高气溶胶光学厚度反演精度。（4）基于MODIS Collection 6.1 AOD产品和AERONET观测数据验证反演结果精度。OLI-AOD与AERONET站点观测值高度相关（R=0.96）,RMSE为0.1,72.27%的值位于±0.2*（AODAERONET+0.05）的预期误差范围内,拟合关系式为AODOLI=0.8925*AODAERONET+0.0343,与MODIS DT和DB AOD产品也具有较好的一致性,相关系数分别为0.72和0.74,RMSE分别为 0.109 和 0.056,拟合方程分别为AODOLI=1.116*AODDT+0.0485和AODOLI=1.106*AODDB-0.0044,以上结果表明本研究提出的反演算法具有较高的精度和稳定性,可以应用于城市地区小尺度大气污染监测。