当前，北京人口拥挤、产业过度集聚等“大城市病”日益突显。诸多学者将北京作为一个整体对象在宏观尺度上研究其空间结构，并比较与东京、纽约、伦敦三大世界级城市的空间结构差异，进而分析北京大城市病产生的原因。然而对北京城市内部空间结构的具体问题以及与世界级城市内部空间结构的具体差异研究不足。本文在北京建成区范围内重点研究其内部的常住人口、产业的空间分布结构，并基于可获得的东京、伦敦与纽约三大世界级城市的相关数据，比较北京与三大世界级城市的空间结构差异，为北京人口疏解、行业布局优化、用地合理配置、缓解“大城市病”提供针对性建议。　　首先基于空间尺度效应，提出降尺度、变阈值提取城市建成区的新方法，进而利用GF-2遥感数据提取北京与三大世界级城市的建成区。其次，分析北京建成区街道单元的常住人口分布，构建街道单元的常住人口数量与居住建筑体积的关系模型，模拟北京建成区百米格网的常住人口分布;利用点密度指标生成常住人口点密度分布图，分析北京精细尺度的常住人口空间分布结构。第三，利用电子地图兴趣点大数据，模拟北京建成区主要行业的点密度分布，分析主要行业的空间分布结构。第四，结合生成的北京建成区常住人口点密度与行业点密度数据，利用偏离度指数分析北京建成区常住人口与主要行业空间分布的偏离度。第五，基于东京、伦敦与纽约小地域尺度的人口普查数据，模拟其百米格网的常住人口分布，比较北京与三大世界级城市精细尺度的常住人口空间分布结构差异;基于土地覆盖分类数据，利用景观格局相关指数比较北京与三大世界级城市的用地结构差异。主要研究结论如下:　　(1)北京建成区常住人口呈现为“M”型的空间分布结构，距离城市中心1-3千米、5-10千米的环带为常住人口集聚的峰值区域，常住人口数量分别为314.1万人、532.1万人，距离城市中心10千米范围内的常住人口共1077.3万，超过北京建成区常住总人口的80％;北京建成区常住人口密度的空间差异大，四环以外的部分区域常住人口点密度低于5000人/平方千米，四环以内的部分区域常住人口点密度超过2.5万人/平方千米。东京、伦敦的常住人口呈现为倒“U”型的空间分布结构，常住人口空间分布较北京均匀。　　(2)北京建成区的行业主要集中分布在四环以内，一般生产型行业形成以中关村、国贸为中心的双核、带状集聚分布结构;餐饮服务业呈现为以朝阳门为主中心、以中关村为次中心的双核片状集聚分布结构;购物服务业由故宫向东延伸至国贸形成高密度集聚片区，呈现为“一片区、多极点”的空间分布结构;生活服务业、交通设施服务业、金融保险服务业集中分布在天安门两侧2-5千米左右范围内;科教文化服务形成以中关村为核心的单核集聚分布结构;医疗保健服务业呈现为以安定门为中心的单核心、圈层式分布结构;体育休闲服务业形成以三里屯为中心的片状集聚分布结构。　　(3)北京建成区常住人口与各行业空间分布高度偏离的区域集中在五环以外北部的回龙观镇、沙河地区、北七家镇、东小口镇以及南部的黄村镇、黑庄户乡、台湖镇、亦庄镇、北臧村镇。　　(4)与世界级城市相比，北京建成区的水体面积占比过小、空间分布不均;绿地破碎度较低，过度集中于大型公园;道路网连通度低，呈现为“格网+环形”的空间构架。　　(5)建议重点疏解距离北京城市中心3-8千米范围内的常住人口，引导过度集聚的大型医疗机构迁至通州城区，疏解过度集聚的科教文化服务业至昌平、大兴与丰台的新城，疏解五环内一般生产型行业中的实体物质生产企业至昌平、大兴、丰台的郊区，完善通州、昌平、大兴新城的生活服务配套。