随着城市化、工业化进程的加快,大气污染已成为我国最严重的环境问题之一,对公众健康和生态环境造成了诸多负面影响。城市面积持续扩张、人口持续增长、工业排放和能源消耗不断增加等,导致城市内部下垫面出现了明显的异质性,进而造成城市问题空间分异现象突出,城市大气污染也不例外。基于一定的平台和数据,有效快速的模拟出区域内空气质量状况分布可以为大气环境影响评价、规划、管理和决策等提供依据。本文选取2014年5月到2016年12月期间武汉市10个地面监测点发布的空气质量数据对武汉市的大气污染进行时空特征分析,并结合武汉市遥感数据、MODIS数据、气象数据、人文数据等,通过双变量相关性分析得出与空气质量指数显著相关的变量因子,并建立空气质量指数与其影响因素之间的多元线性回归模型,经验证调整后借助ArcGIS平台对武汉市的空气污染分布进行模拟预测,得到精度较高的武汉市空气质量指数分布图。通过查阅相关研究文献,在借鉴前人研究成果的基础上,本文通过数据模型等分析主要得出以下结论:(1)通过对武汉市2014年至2016年空气质量数据进行日内、季节不同时间段的划分,并对不同时段内的空气质量指数进行均值分析,得出武汉市空气质量在时间尺度上的规律表现为以下两个方面:首先,一日分布当中,凌晨、早上和晚上三个时间段空气质量较差,下午为一天当中空气质量最好的时候。其次,在不同季节当中,冬季污染最为严重,夏季最好,春秋两季相较,春季表现较好。(2)依据武汉市各站点监测到的空气质量浓度数据在全年及不同季节的指数均值分析,得出武汉市空气质量空间尺度上的变化规律表现如下:位于青山工业园区的青山钢花的空气质量指数常年偏高,尤其是在春冬季节;吴家山为人口集中区域,其全年空气质量指数仅次于青山工业园区;随后从大到小依次排列的是汉阳月湖、武昌紫阳、汉口花桥,三者相比各季节变化十分相近;东湖高新、沌口新区、东湖梨园三者年均值等距减小,春夏季节三者空气质量状况十分接近,冬季沌口新区最差,东湖高新表现较好,秋季则正好相反;空气质量指数除位于郊区的沉湖七壕对照点外,最低值为汉口江滩,汉口江滩区域一年四季均为最低值区域。(3)根据以上部分总结,将搜集到的可能对空气质量产生影响的因素进行预处理后,通过与空气质量进行双变量相关性分析,得出相关系数较大的自变量因子分别为:空间尺度上包括1km范围内的水域面积、1km范围内的交通道路密度、3km范围内的表征植被覆盖度的NDVI及3km范围内表征地表温度的LST_DAY;时间尺度上包括月均温度数据、月均降水量数据、表征植被覆盖度变化的NDVI周期数据、表征地表温度变化的LST_DAY周期数据四个自变量因子。(4)将以上获得的显著相关的影响因子作为LUR模型构建的自变量因子,基于多元线性回归分析方法建立空气质量指数时空预测模型。其中,时间尺度模型R2有很好的表现,为0.855,调整R2为0.773;空间尺度上,通过不同季节对武汉市的空间尺度上的空气质量模拟,各季节预测模型R2分别为0.692、0.871、0.886、0.648。并通过样本筛选及克里金插值得出了武汉市主城区空间尺度的拟合图及时间尺度上短时间内的模拟预测结果,整体来看,该模型对武汉市空气质量指数具有良好的拟合效果。