本文根据北京市自然环境、污染气象特征、大气环境过程及区域污染源分布等现有信息，建立了用于大气环境质量预测的多维多箱与高斯复合模型，对北京市采暖季(2002年1月)和非采暖季(2002年8月)特征污染物SO2和PM10的质量浓度进行了预测。在对现状大气污染物浓度进行预测的基础之上，结合大气环境质量标准研究计算了北京市大气环境容量，得出不同达标率情况下的大气SO2和PM10环境容量值。同时将多维多箱与高斯复合模型的预测浓度结果及大气环境容量结果与利用国际先进模型-model-3模型研究的相关结果比较发现，两模型计算得到的结果均较为相近。其中，多维多箱模型是由北京工业大学和加拿大Regina大学共同研究开发出的一种新型大气环境预测模型，该模型反映了大气的三维扩散，污染物的物理、化学消除基理，污染物的时空分布等因素，并能预测出城市的空气质量。对于研究大气环境容量的复合模式，通过将模式预测值与现状监测值进行对比，其平均相对误差在21％之内，具有较高的准确性，为得到较准确的环境容量计算值打下了良好的基础。在大气环境容量研究的基础上，利用线性优化方程对各种大气污染控制措施进行了削减规划研究，从而达到最少的环保投资及最佳的环境效果。 本研究涉及多维多箱模型和线性优化模型的应用以及多维多箱与高斯复合模型与model-3模型的比较。本文中所应用的多维多箱模型首次应用激光雷达资料数据作为其边界流入质量浓度。同时，利用GIS系统处理污染源的方法也在多维多箱模型中得到应用。