Debido a la naturaleza de desbordamiento de la contaminación del aire, el modo de gobernanza territorial separada es ineficaz para combatir la contaminación, lo que hace que la Prevención y Control Conjuntos de la Contaminación del Aire (JPCAP) entre múltiples regiones sea la única opción viable. Sin embargo, determinar los alcances y prioridades apropiados para el JPCAP es conocido como un problema desafiante y significativo. Para abordar esto, proponemos un nuevo modelo híbrido de dos etapas. En la primera etapa, utilizando datos de monitoreo a largo plazo y de amplia área proporcionados por la red de monitoreo de la contaminación del aire, proponemos un nuevo método para subdividir grandes regiones en subregiones mediante técnicas de minería de datos. En la segunda etapa, proponemos un marco de toma de decisiones integral para evaluar las prioridades de las subregiones del JPCAP desde tres perspectivas diferentes, a saber, el impacto de una subregión en el nivel de contaminación de toda la región objetivo, así como la urgencia y elasticidad del control de la contaminación del aire a nivel subregional. Se realiza un estudio de caso en 27 ciudades de la región del Delta del Río Yangtsé en China. El estudio de caso demuestra la validez y practicidad del modelo híbrido de dos etapas propuesto. Este trabajo proporciona una herramienta viable para la implementación efectiva del control de la contaminación del aire en China y otras regiones del mundo.