进入21世纪以来，随着我国国民经济的飞速发展，城市规模也不断进行着扩张，与此同时，城市空气质量也开始日益恶化，阴霾、沙尘天气时有发生。空气质量的好坏直接影响到人们的日常生活、身心健康，有越来越多的人开始关注所居住城市的空气质量问题，因此加强对城市空气质量的研究具有非常重要的意义。　　地理信息系统（GIS）是融计算机图形与数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关数据有机地结合起来，并借助其独有的空间分析功能和可视化表达方式，提供各种辅助决策功能。地理信息系统（GIS）可成为城市空气质量监测和评价的技术工具，其对与评价因子有关的地理空间信息的综合处理能力，将极大地提高城市空气质量研究的工作效率。将GIS技术引入空气质量监测、评价工作中，建立完善的城市空气质量监测地理信息系统，是今后城市空气质量保护工作的发展趋势。　　本文利用GIS强大的分析功能，对我国99个大中城市近十年来逐日的空气质量污染指数（API）和首要污染物进行时间、空间上的分析，并结合经济学上的洛伦兹曲线、基尼系数等理论，对我国城市空气质量污染公平性分布状况做出了客观评价，最后以此为理论支持，开发了城市空气质量监测系统。本文主要结论如下：　　从一年四季上看，我国API有冬﹥春﹥秋﹥夏的变化规律，在变化幅度上，北方较南方更大一些，也更具有规律一些。从地域上看，我国有几个相对固定的API高值区：　　一、兰州、西安所在的中西部地区；　　二、京津唐所在的华北北部地区；　　三、乌鲁木齐所在的新疆西北部区域。　　三个高值区向东、向南等沿海地区逐渐下降，并在珠海、深圳、海口、三亚等南方沿海城市取得最低值。总体上讲，我国城市空气API值有北高南低的变化趋势。　　我国大部分城市都已可吸入颗粒（PM10）作为首要污染物；柳州、攀枝花、洛阳等城市为二氧化硫（SO2）污染比较严重的地区；全国范围内只有广州和少数东南沿海城市会出现二氧化氮（NO2）污染天气。　　根据本文构建的环境基尼系数理论，使用城市GDP作为评价因子，得到2011年我国城市API-GDP的基尼系数为0.2974。该系数在合理范围0.2~0.4之间，故我国城市空气污染分布是比较公平的，其中绿色贡献系数最大的三个城市是上海、深圳和广州。　　在以上各项研究的理论基础上，本文最终实现了城市空气质量监测系统的研发。使用该系统我们可以方便地对各个年份、区域或指定部分城市做时空分析、污染公平性分析，极大地提高了实际科研、工作中的工作效率，并在科研展示、开放平台等方面应用有积极作用。