PM2.5污染问题是学术界研究的热点之一。本文以内蒙古包头市为例,利用2004～2016年多期Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI传感器数据、2014～2015年PM2.5日均值数据和第五、六次人口普查数据,结合土地利用现状调查、城市形态学指数、景观指数、POI 数据和签到数据,通过 ArcGIS 10.3、Fragstats 4.2、SPSS 22.0、Excel 等软件,采用混合线性模型、暗像元和深蓝混合算法、图像统计和图像趋势分析及t检验方法、人口PM25暴露相对风险模型、相关分析法、区域统计分析、核密度估算法和问卷调查法,反演多期PM2.5浓度数据的基础上,分析了包头市PM2.5质量浓度时空分布特征,进行了城市居民PM2.5暴露风险格局、过程与机制研究,并分析其对城市人居环境的影响和启示。主要结论如下:(1)PM2.5遥感估算与时空分布特征:反演PM2.5模型中,与线性模型或多元线性模型相比,混合线性模型具有较好的回归精度,适用于监测站点较少且重复周期较长的遥感数据(/AOD)拟合的情况。在时间上,2004～2016年间包头市PM2.5浓度均值变化呈增加趋势,且2011年达到最高值,前后增长速度由快速变缓慢,四季变化为夏季<秋季<春季<冬季,月变化为先下降后上升,且2014～2015年PM2.5日均值超过一、二级标准的天数分别为>200d、>60d;在空间上,PM2.5浓度范围在50-75 μg/m3之间的区域所占面积较大(约占50%以上),大于75 μg/m3的高值区所占面积较小(低于10%),两者均有增长趋势,高污染值分布于昆都仑区西北至北部、青山区北部和东部、九原区中西部和东河区东部,低污染值分布在昆都仑区南部及九原区南部的未利用土地或农田区域。(2)PM2.5暴露风险格局与过程:2005、2010和2015年包头市人口 PM25暴露相对高风险区主要分布在昆都仑区、青山区和东河区中心人口密集区,低至中等暴露风险区围绕市中心向外扩展,分布于昆都仑区西部和西南西北部、青山区北至东北部、东河区四周和九原区,形成由市中心向四周风险逐渐降低的格局;四季PM25暴露风险变化为冬季>春季>秋季>夏季,春、夏季风险值提高,面积增加,秋、冬季风险值降低,面积减少;不同年龄人群中65岁以上老人PM2.5暴露风险最高,15-64岁居民处于中等至较高风险区,14岁以下青少年暴露风险较低。(3)PM2.5暴露风险机制:2015包头市住宅、商服用地人口 PM2.5暴露风险达到最高,其次是公共管理和服务用地,工矿仓储、交通运输用地出现较高的暴露风险情况,但整体较低,耕地、林地、水域和水利设施用地和其他土地暴露风险相对较低,景观指数与PM2.5暴露风险关系也能说明这一点;PM2.5暴露风险与建筑面积和体积、绿地面积和比例、透水层面积等显著相关且形成负相关关系,与建筑密度和拥挤度形成正相关关系,与建筑物高度和层数之间相关性不显著;人口与PM2.5暴露风险呈线性关系,但与PM2.5之间关系不明显。(4)PM2.5暴露风险对城市人居环境影响及启示:经问卷调查发现,包头市居民对PM2.5污染认知程度较高,行为注重“防护”且“规避”风险,择房受PM2.5污染影响较大,且年轻人群表现出积极的“防护”行为,年纪较大者表现出明显的“规避”行为;包头市居住环境PM2.5暴露风险空间差异大,昆都仑区阿尔丁植物园和八一公园、青山区包头师范学院和东河区人民公园周边住宅、商服及公共管理和服务用地PM2.5暴露风险均较高,而其周边居住环境暴露风险为低至中等风险,青山区北部和九原区工业用地和其他土地暴露风险相对较低,且高风险面积小,低风险面积大。同时人们的行为活动也受市中心PM2.5高暴露风险影响,POI数据暴露风险能说明这一点;在此基础上,坚持“以人为本”,人与自然协调发展的原则下,从改善城市空气质量和居住环境、加强城市绿化和基础设施建设等方面进行了包头市城市人居环境发展的启示。