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兰州市是全国大气污染比较严重的城市。因地制宜，进行城市大气环境功能分区对全市污染总量控制以及污染治理具有非常重要的意义。本研究通过对影响兰州市大气质量主要因子分析，应用层次分析法(AHP)建立了大气功能区划分的多因子评价模型。并且运用GIS空间分析功能对兰州市区进行了大气污染指数模拟与功能区划，结果表明：由于受到地形因子与气候因子影响，兰州市区大气质量较差，市区中西部大部分被三类功能区覆盖。三类功能区面积约 32.9km2，约占整个兰州市城区面积的20.5％，主要分布在西固区的西北部和七里河区的西南部。二类功能区面积约122.8km2，主要分布区域是城关区、安宁区、七里河区的东南部和西固区的东南部。大气功能区分布基本符合常年监测值分布趋势，证明GIS具有较为准确的空间分析与模拟功能，是大气功能区划与污染浓度分布模拟的有效工具。