全球气候变化是21世纪的重要议题，持续增长的不可再生能源消耗和温室气体排放对全球生态环境造成了巨大威胁。工业、建筑与交通是城市碳排放的三大主要来源，其中交通碳排放一直处于快速增长阶段，特别是随着大城市机动车拥有量的持续增加，职住空间分离导致通勤出行距离不断拉长，使得小汽车排放的二氧化碳逐渐上升并趋于主导地位。如何从根源上有效减少城市交通能源消耗和碳排放成为迫切需要解决的实践难题和理论研究的前沿性课题。相对于交通拥堵收费、车辆单双号限行以及燃油税费等出行需求管理措施而言，发挥城市建成环境对交通出行影响的正面作用，降低人们的小汽车依赖，被认为是减少交通能耗及其碳排放的根本所在。如何通过优化城市建成环境来影响通勤出行需求，减少小汽车拥有和使用以及促进居民向绿色出行的转变，进而减少城市交通碳排放已成为城市规划及相关领域的国内外学者关注的前沿热点问题。为从根源上降低小汽车依赖，需要制定有效合理的城市空间规划方案，而科学的城市空间规划方案，其理论基础在于对城市建成环境与交通出行关系的把握和理解。本文从国内外城市建成环境与交通出行关系研究现状分析入手，定性系统考察了城市建成环境对交通出行影响的重要程度和所扮演的作用角色，基于微观个体行为视角，从降低小汽车依赖的全过程角度出发，系统构建了城市建成环境与小汽车“拥有-选择-使用”之间关系的分析框架，提出将捕捉空间异质性融入分析城市建成环境对交通出行影响过程中，从而更加真实地剖析“城市建成环境-交通出行”的内在微观机理。将捕捉空间异质性融入分析居住地建成环境对家庭小汽车拥有影响过程，提出了基于贝叶斯多层次序probit模型的建模方法，该方法不仅能够充分刻画家庭小汽车拥有的决策行为过程，而且能够量化家庭小汽车拥有的空间异质性现象，揭示居住地建成环境在家庭小汽车拥有决策行为中所扮演的角色。以美国华盛顿哥伦比亚特区为案例进行实证研究，分析了居住地建成环境不同要素对家庭小汽车拥有的影响，揭示了有无考虑空间异质性对分析居住地建成环境与家庭小汽车拥有之间关系研究结论的影响。为了系统理解通勤出行起讫点建成环境对出行模式选择行为的影响，同时能够量化捕捉通勤出行模式选择行为在就业和居住空间上的异质性，以通勤活动出行链为基础，构建了贝叶斯多层交叉分类离散选择模型，为揭示居住地和工作地建成环境对通勤出行模式选择的影响提供了方法支撑。以美国华盛顿哥伦比亚特区为案例进行实证研究，分析了居住地建成环境和工作地建成环境不同要素对通勤出行模式选择的影响，揭示了有无考虑空间异质性对分析职住地建成环境与通勤出行模式选择行为之间关系研究结论的影响。针对通勤出行行为受出行起讫点建成环境影响的特征，提出了将工作地建成环境融入以往仅考虑居住地建成环境对通勤机动车出行距离影响分析过程中，为量化空间异质性，以通勤活动出行链为基础，将多层建模思想拓展到通勤机动车出行距离分析中，建立了贝叶斯多层交叉分类线性模型。以美国华盛顿哥伦比亚特区为案例进行实证研究，分析了居住地建成环境和工作地建成环境不同要素对通勤机动车出行距离的影响，揭示了有无考虑空间异质性对分析职住地建成环境与通勤机动车出行距离之间关系研究结论的影响。系统探讨了城市建成环境对家庭小汽车拥有、选择和使用的影响，根据量化模型的参数估计结果进行全面分析与讨论，以期能够全面了解城市建成环境对家庭小汽车拥有、选择和使用影响的显著性因素是否存在差异，以及家庭小汽车拥有、通勤出行模式选择和通勤机动车出行距离的空间异质性程强弱情况，揭示建成环境在多大程度上能够解释小汽车“拥有-选择-使用”空间异质性程度。本文通过紧密结合城乡规划学、交通科学、行为科学和系统科学等相关学科的最新成果，从微观个体行为视角出发，通过构建数学模型定量研究城市建成环境对小汽车“拥有-选择-使用”的影响机制，一方面对丰富和发展城市形态与交通影响机制研究具有重要的理论价值，为城市建成环境与出行行为二者关联机制建模等提供关键技术支撑；另一方面通过城市建成环境优化降低小汽车出行依赖，从而降低交通能源消耗以及碳排放也具有重要的现实意义。