快速城镇化和机动化背景下,城市规模和人口激增,城市空间结构和用地布局迅速转变,工业企业向郊区迁移,现代服务业进一步集聚至城市中心区,引发交通拥堵、环境恶化和资源浪费等一系列城市问题,因此深入分析城市空间结构关系的演化过程对优化城市空间布局具有重要的现实意义。本文以2000年、2010年、2016年为时间节点,采用LandScan 2000全球人口数据、人口普查数据、经济普查数据和LBS轨迹数据,结合土地利用数据、道路网和公交线路分布等多源数据,运用GIS的空间分析方法,研究武汉市主城区居住和就业人口分布、用地布局和交通体系演化特征,从而进一步揭示武汉市空间结构演化特征,结果表明2000—2016年武汉市主城区内部空间结构演化过程可分为分散、集聚、再分散三个阶段,为推动武汉市远景空间结构转变提供参考和借鉴。