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大城市建设用地范围日益扩张,导致市域范围内空气质量恶化。从总体城市设计的市级控导体系角度控制城市空间格局以及景观格局对城市空气质量的提升尤为关键。本文主要通过空间格局中的建设用地覆盖度、建设用地形态相关指标,景观格局中的植被覆盖度、景观形态指标探究城市格局和空气质量的的关系。利用遥感数据作为基础数据分析对象,以武汉市、南京市、重庆市为案例进行分析,通过软件Envi对Landsat数据进行城市空间格局以及景观格局相关指标的提取。利用已被其他学者证明能够有效反映污染物浓度且空间分辨率更高的气溶胶光学厚度(AOD)遥感数据表征城市污染物浓度分布。并且基于软件Envi中对MODIS气溶胶数据反演,同时结合Arcgis进行空间数据匹配和提取分析。根据本文研究目的及前期指标筛选,城市空间格局中主要探讨建设用地覆盖度(CON_cov)以及建设形态指标中的平均斑块形状指数(SHAPE_mn)、聚合度指数(AI)、最大斑块指数(LPI)。景观格局中主要探讨植被覆盖度(VEG_cov)、以及景观生态指数中的景观形状指数(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)、香农多样性指数(SHDI)。首先,将城市格局指标与AOD双变量分析,得到每个指标与AOD的相关系数。密度类指标相关系数最大,其次是优势度类指标、形状类指标、结构类指标,其中空间格局的平均相关性系数比景观格局高。其次,为了避免指标之间的信息重叠和干扰,对指标进行主成分分析,再与AOD多元回归,得到各个指标的AOD贡献率和AOD影响模型。密度类指标中CON_cov的贡献率逐年增加,而VEG_cov的贡献率逐年降低。形状类指标贡献率的逐年降低,但整体贡献率较高。结构类指标保持着稳定且较低的贡献率水平。优势度类指标具有较高的贡献率,仅次于密度类指标。综合平均三市格局指标对影响因子贡献率分析,CON_cov,VEG_cov,LPI,SHAPE_mn,AI,LSI,SHDI,CONTAG的AOD城市格局贡献率分配比例依次是23.2%、16.4%、15.8%、12.6%、10.1%、9.6%、7.3%、5.0%。再次,通过分析局部空间相关性的Moran’I变化,并且基于地理加权回归得到表征空间异质性的标准残差,可以发现城市AOD分布趋于匀质化,且主城区比边缘区的建设用地气溶胶粒子的排放贡献值更大,趋势愈加明显。针对最大贡献率的CON_cov,VEG_cov,根据行政区划分析建设用地、植被面积的变化对AOD的影响,分析覆盖度对AOD的时空影响。最后,从街区尺度选取城市格局指标分布图上数值较高和较低区域,对比AOD结果、指标计算结果、斑块特征,发现建设用地斑块与景观斑块的形状破碎度皆会对增加AOD,建设用地斑块的高延展性和高整体性会降低AOD,景观斑块的高延展性和高多样性会增加AOD。该研究成果可为总体城市设计中的空间形态结构、公共空间体系、景观结构提供相关理论研究方法、建设意见以及数据支持,为城市设计在空气质量治理方面给出部分建议。