水汽是大气成分中重要的一部分，在全球气候变化中起着重要的作用，它在天气预报、天气灾害预测等多方面有重要的意义，并且水汽作为温室气体的一种，对全球气候变暖趋势有重要影响，水汽同时影响着许多遥感图像处理的精度。因此大面积，高时间分辨率的研究和估算某区域的水汽含量显得尤为重要。本文选择西北干旱半干旱地区为研究区域，因为其生态脆弱，对气候变化极为敏感，是水资源缺乏最严重的区域之一，水资源极大的制约了当地的经济发展，如果能够找到一种有效的方法监测其水汽变化对当地的生态环境及水资源利用的改善有积极的帮助。　　本文首先介绍了几种大气水汽的计算原理和优缺点，包括无线电探空技术探测大气水汽、地基GPS反演大气水汽、微波辐射计探测大气水汽、卫星遥感技术反演大气水汽。认为遥感技术反演大气水汽有其独特的优势，能够大面积，高时间分辨率的检测全球的大气水汽空间分布及动态变化。之后着重阐述了本文采用的大气水汽计算方法—MODIS大气水汽反演。MODIS大气水汽反演的原理是差分吸收法，采用水汽吸收通道与大气窗口通道的比率计算大气透过率，通过大气透过率可得到大气水汽值，本文分别采用两个通道和三个通道两种方法计算大气水汽值。论文还简单的介绍了MODIS1B数据预处理的流程，包括MODIS1B数据的几何校正、地图投影、去蝴蝶结、去云检测及影像的拼接与裁剪。　　利用MODIS三通道法和二通道法反演了西北地区大气水汽数据，并将该数据与无线电探空技术计算的大气水汽数据进行对比分析。MODIS三通道法计算的大气水汽平均偏差为3.26mm，均方差为4.16mm，相关系数为0.8355，MODIS二通道法计算的大气水汽平均偏差5.48mm，均方差6.62mm，相关系数为0.7214。经过误差分析表明MODIS三通道法更适用于本文所选研究区域。利用最小二乘法对MODIS三通道法得到的大气水汽结果进行改正。利用改正的大气水汽图像，分别采用规则的格网矢量和不规则的县界矢量对西北干旱半干旱地区的大气水汽值进行估算，得到区域水汽分布图。　　地面气象因子数据的时间分辨率较高，为一天24次，每小时一次，建立地面气象因子与大气水汽之间的相关性，就可实时的了解水汽的变化。气象因子包括气温、气压、相对湿度、风速。分别分析了同时间不同站点水汽含量与气象因子相关性与同站点不同时间水汽含量与气象因子相关性。同时间不同站点的大气水汽含量与气温、气压、相对湿度的相关系数的绝对值大于0.5，说明大气水汽含量与气温、气压、相对湿度显著相关，大气水汽含量与风速的相关系数绝对值小于0.3，说明大气水汽含量与风速不相关。同站点不同时间的大气水汽含量与气温、气压的相关系数的绝对值大于0.5，说明大气水汽含量与气温、气压显著相关，大气水汽含量与相对湿度的相关系数绝对值小于0.5大于0.3，说明大气水汽含量与相对湿度一般相关，大气水汽含量与风速的相关系数绝对值小于0.3，说明与风速不相关。对大气水汽含量与气温、气压、相对湿度进行多元回归分析，建立多元回归方程，根据回归方程就可实时的估算大气水汽，了解水汽的实时变化动态。