近年来,城市化进程的不断加剧以及机动化趋势的日益显著,推动了城市人口的不断聚集以及城市范围的快速扩张。然而,城市无序扩张过程也带来了一系列问题,如郊区产业化滞后、用地功能单一以及公共交通设施滞后等,不仅造成了城市周边居民的通勤距离和通勤成本的增长,也加重了现有交通设施的负担,加剧了城市中心区域的拥堵。城市的通勤拥堵严重影响城市的社会经济发展,并逐渐成为世界各国所共同面临的社会问题。美国Inrex公司指出,2019年世界最为拥堵的十大城市集中位于拉丁美洲和欧洲,其中哥伦比亚首都波哥大的平均通勤时间达到191小时,成为了全球最为拥堵的城市。根据普查报告,2019年美国由于交通拥堵而导致的人均额外通勤时间达到99小时,所造成的直接和间接经济损失高达880亿美金。我国面临的城市拥堵问题也尤为严重,2014年中国北京、上海、广州、深圳居民的平均单程通勤时间为40分钟,超过世界平均水平（32分钟）。而根据IBM对全球各国主要城市的调查,北京和深圳的通勤痛苦指数分别位于全球第二和第三位。因此,如何更好的理解拥堵发生的机制并控制通勤时间的增长,成为了经济学和交通学研究人员所面临的挑战。当前的研究集中于对短期社会经济因素的探讨,却忽视了影响城市长期发展的基本地理结构,因而缺乏一致性的结论,对城市交通政策的参考价值有限。根据美国人口普查数据,平均通勤时间最长的前10个城市有8个都位于东西海岸（大型地理障碍）附近,而这些城市的地理结构由于地理障碍的存在也普遍较为复杂。然而,城市地理结构与通勤之间的联系并未被以往的研究讨论,地理障碍对城市地理结构的影响也没有被很好的刻画。通勤研究急需从地理学的角度出发,探索城市基本地理要素,尤其是地理障碍,对于个体交通行为以及宏观交通拥堵的影响。因此,为了填补城市通勤交通研究中的这一空白,本文利用美国的交通数据,从微观、中观、宏观三个层面验证了地理障碍对个人通勤行为、局部拥堵以及城市整体通勤效率的影响,并深入地发掘了地理障碍对通勤的作用机制。本文的主要研究工作如下:（1）研究了地理障碍对个人通勤活动的影响,从微观上发现了地理障碍对居民个人通勤行为的作用机制。通过实施空间划分和通勤点选取策略,建立地理障碍率刻画指标以及通勤轨迹与地理障碍的关联模型,验证了地理障碍的存在会对早高峰居民的基本通勤指标,通勤距离、通勤速度以及通勤时间产生影响。初步地从个体层面发现了地理障碍对个人交通行为的作用机制,为建立城市地理结构与城市拥堵之间的关系奠定了基础。（2）研究了地理障碍对城市局部拥堵以及通勤流的影响,发现地理障碍会增加城市中心区域的通行轨迹,降低地理障碍附近区域的拥堵疏散能力,以及减少通行方向的通勤流。本文通过构建市中心通行率指标、最短路径靠近海岸线比例,并基于波士顿居民职住分布数据,构建了有效通勤者与有效通勤流计算模型,发现地理障碍对个人通勤轨迹的影响,会使得市中心5km范围内的总体通勤轨迹数增加13.87%。通过引入物理学热传导方程,发现地理障碍的存在会迫使沿海区域的通勤者可选择的通行路径减少,从而降低了沿海区域的拥堵疏散能力,造成其长期的交通阻塞。发现城市地理结构会对局部通勤流产生影响,通行方向上每1%的地理障碍存在,会造成0.21%的通勤流量减少。上述结论进一步地发现了地理障碍对城市局部拥堵的作用机制,从中观尺度建立了个人通勤行为与城市局部拥堵之间的联系。（3）研究了地理障碍对城市总体通勤效率的影响。基于美国868个核心统计区（CBSA）的地理与社会经济数据,分别从地理学与城市经济学的角度出发,设计了地理指标的双重形态刻画指标,并建立了地理障碍形态指标与城市通勤效率之间的关联,发现高比例的地理障碍会增加城市居民平均通勤时间,使通勤者的出发时间提前,而地理障碍的复杂形态会加剧这种影响。上述结论最终验证了地理障碍的存在会对城市的总体通勤效率造成负面影响,对于城市交通布局优化方案的制定具有普适性强的参考作用。