随着我国工业化的快速发展,化石能源需求不断增多,导致排入大气中的有害物质增多,各种环境污染事件层出不穷,环境污染事件的发展规模、损害后果日趋扩大,已经对我国的经济发展产生了影响。在我国许多地区,大气污染类型已经由过去单煤烟型污染转变成多种污染物相互作用的复合型污染。如何有效的控制环境空气质量的恶化,准确的对空气质量进行预报是目前亟待解决的问题。数值预报模式在大气预测方面占有重要地位,但由于数值预报模式本身的不确定性以及由于初值扰动对数值预报的影响很大,造成单项数值模式预报结果不精准。针对上述问题,本文提出了一种基于最优定权组合预测法的集合预报方法,并以多种集合预报方法为基础,设计开发了一个基于集合预报的空气质量预警预报系统。系统实现了对云南省各区域未来二十四小时环境空气质量预报,与各环保部门进行信息共享和会商等功能,有效的帮助环保部门监测和治理环境空气质量。本文主要研究内容包括以下几个方面:(1)提出了一种基于最优定权组合预测法的集合预报方法。基于多个单项空气质量数值预报模式的预报结果,以组合预测误差平方和最小为原则,建立了最优定权组合预测模型。并与现有的多元线性回归法和动态权重更新法进行预测对比实验,验证本文所提方法的有效性。(2)设计了一个空气质量预警预报平台。给出了系统功能性需求和非功能性需求,介绍了与设计本系统相关技术,设计了系统整体架构、主要功能模块、数据库以及相关接口等。(3)系统平台的实现以及测试。给出了系统主要功能模块的实现,并对系统功能、兼容性、性能等方面进行详细测试,确保系统能够持续、可靠的运行。