交通拥堵、空气质量下降、基础设施的相对滞后等诸多城市问题日益突出的原因之一,是城市居民出行需求与空间结构之间的匹配错位。近年来,随着信息技术的快速发展,大规模、长时间序列的人群移动定位数据、复杂的城市空间结构数据更易获取,为人群移动行为及其影响的研究带来了新的机遇和挑战。本文分别从多源数据预处理与融合、居民出行时空规律、公共交通出行需求影响机制、以及公共交通出行需求与城市空间结构的耦合协调关系等方面展开研究,以期优化出行需求与空间结构的关系,有效缓解交通拥堵等问题。主要工作如下:第一,构建城市公共交通出行需求与空间结构的相互作用机制模型。分别从城市交通需求研究进展、城市空间结构对交通出行的影响、两者间互动关系的相关问题进行梳理,并根据两者的相互作用关系,构建城市公共交通出行需求与空间结构的互动机制模型。此外,选取海湾型城市——青岛市为研究对象,对其空间结构和道路特征进行概述,发现在发展过程中交通需求与城市空间结构之间存在的问题。第二,融合海量多源异构的居民活动数据,提取居民出行需求。主要包括:公共交通出行数据的清洗和存储;对出租车GPS轨迹数据,先采用拓扑结构与几何信息相结合的匹配算法,将轨迹点更精准地匹配在地图上,依据时间戳字段对载客状态进行时间索引,提取居民出租车出行的出行链;公交车刷卡数据和GPS轨迹数据融合,采用基于时间阈值的算法提高匹配度,获取居民公交车出行需求;针对地铁出行需求分析,根据进出地铁站的刷卡数据提取居民出行链。第三,基于公共交通出行的时空分异特征分析,构建综合不同交通方式的可达性模型。首先,为提高出行特征分析的时间精度,将数据的时间类型划分为工作日、周末和节假日,并统计分析三种公共交通方式在不同时间类型的早、晚高峰的出行规律。其次,采用核密度估计方法借助ArcGIS10.2平台挖掘人群移动的空间分布特征,并识别出行热点区域。最后,在考虑机会价值的基础上,综合不同交通方式构建可达性模型。研究结论为居民错峰、有效出行提供决策依据,并为提高基础设施的利用效率提出针对性建议。第四,采用考虑空间异质性的地理加权回归模型,分析居民公共交通出行需求的影响机制。鉴于城市居民公共交通出行具有时空分异性,遵循地理学第一定律,构建不同出行方式及多方式融合的出行需求地理加权回归模型。选取社会经济属性、交通属性以及土地利用属性的十小类要素作为研究的指标体系;对城市研究区域进行栅格划分,分别探索工作日、周末和节假日的出行需求影响机制,比较分析变量对不同出行方式、出行时间的敏感性。结果表明同一变量对不同出行方式、出行时间的敏感性不同,结论可以帮助规划部门、交通运营部门评估城市潜在的运行机理,提高公共交通系统运营效率。第五,构建城市交通需求与空间结构关系的耦合协调度模型,并依据结论提出优化策略。由出行时空特征、出行可达性及影响机制研究发现,交通需求与城市空间结构存在错配问题,采用标准差椭圆方法分析居民出行重心的时空演变特征;综合考虑交通与土地利用的相关因素,构建基于信息熵的耦合协调度模型,定量测度两者之间的耦合协调关系。结论为新老城区建设规划过程中基础设施建设、道路网络规划提供新的设计思路,为城市空间结构优化提供策略。本文的研究问题具有一定的普适性,为海湾型城市公共交通出行需求与空间结构的协调发展、提高土地利用率、缓解交通拥堵提供借鉴与参考。聚焦城市地理区位与空间结构特征,总结并提炼海湾城市公共交通出行需求与空间结构存在的问题,提出优化城市空间结构的策略建议,对“带形 放射 组团”型的路网结构研究具有适用性。