La exposición a espacios verdes (GSE) puede tener un impacto positivo en la salud mental. Sin embargo, la investigación existente carece de un análisis de clasificación de las vías de influencia de diferentes GSE en la salud mental. Mientras tanto, el método de investigación se limita a la medición de la proporción de espacio verde (GSR) basada en datos de teledetección, lo que ignora la percepción real de las personas sobre los espacios verdes. Este artículo tiene como objetivo ampliar el método de medición de GSE, tomando como ejemplo a Hangzhou, China, y revelar el mecanismo de influencia de diferentes modos de GSE en la salud mental. Obtuvimos la información personal, la salud mental, la actividad física y otros datos de los encuestados a través de un cuestionario (n = 461). Combinando un satélite de teledetección y la base de datos de vistas de calles de Baidu, se utilizó el método de interpretación de imágenes y aprendizaje profundo para obtener el GSR, la proporción visual verde (GVR) y la exposición visual verde (GVE). Se utiliza un modelo de ecuaciones estructurales para analizar la relación entre diferentes variables. Los resultados mostraron que: (1) GSE tiene un cierto efecto positivo en la salud mental; (2) existen diferencias en el mecanismo de influencia de múltiples medidas de GSE en la salud mental: las medidas de GVR y GVE basadas en la perspectiva de interacción entre humanos y espacios verdes hacen que el mecanismo de influencia sea más complicado y producen caminos de influencia directos e indirectos; y (3) la percepción del espacio verde, el sentido de comunidad y la actividad física pueden actuar como mediadores y tener efectos indirectos. Finalmente, hacemos un llamado a ampliar el índice de medición y los métodos de GSE e integrarlos en las prácticas de gestión y control de la planificación urbana para promover el desarrollo saludable de las comunidades e incluso de las ciudades.