近年来,随着我国经济的飞速发展,城市化进程不断推进,城市中的人口日益增加,因此对道路通行能力的要求也越来越高。以往的平面道路不得不在纵向空间上进行拓展,以满足与日俱增的道路通行能力需求量。可以推测,在未来城市的道路建设发展中,其形态会越来越立体化、越来越丰富多样化。目前,对城市道路三维形态的研究还处在初期探索的阶段,国内外相关研究甚少,但相关研究已有一些进展,本文结合相关领域的研究成果,针对目前城市道路三维形态刻画方面进行改进,创建了改进型的城市道路三维形态量化指数三维路网容量与三维路网密度,并结合研究区内2005年、2010年、2015年的城市路网数据,考虑到量化指数的定义与实际研究对象的空间特征,本文将研究区内的研究单元划分方式分为按行政街道划分与按800M*800M格网划分两类。按以上分类的研究单元进行提取并计算其相应的道路三维形态刻画指标值。在确定研究单元的基础上,分别对研究区内2005年、2010年、2015年之间两个时间段内城市道路三维形态使用定量指标进行了时空分异分析;基于IDW插值方法对道路的三维形态进行了空间趋势分析;使用Moran’I指数与三维路网容量、三维路网密度参数对城市道路三维形态的空间自相关性进行了分析。基于不同角度综合分析了研究区2005年、2010年、2015年这十年间的城市道路三维形态演变规律与自相关特征。研究结果表明:研究区内的城市道路三维形态在时空上的分异特征会随着时间的推移变得越发立体,但并非整个城市范围内的道路形态都会向纵向空间发展,立体化的道路系统主要集中分布在经济活动活跃的港口、机场、铁路枢纽处以及一些商业核心区附近,与此同时,立体道路不仅在优化城市路网服务能力方面有着重要的作用,也带动了附近相关区域的路网服务能力。从时间维度来看,城市道路三维形态会随时间呈现出越来越立体的变化趋势;从空间维度来看,城市道路三维形态在南部道路呈现出的立体化特征较弱且无明显变化,在东北部与北部道路呈现出的立体化特征较强且有向西北部不断拓展的空间演进趋势。