高速公路具有行车速度快，通行能力大，运输效率高的特点，它的快速发展给人员和物资的流通带来了便利，推动了沿线地区的经济发展，产生了巨大的经济和社会效益。但高速公路也带来了一系列的环境问题和健康问题，机动车行驶产生的尾气对公路周边的大气、土壤和水造成了严重的污染。尾气中的氮氧化物、悬浮颗粒物、重金属以及噪声等污染对人类的呼吸系统、心脑血管系统和生殖系统造成危害，给高速公路周边的居民带来健康风险。　　北京市作为全国的交通枢纽之一，高速公路通车早、数量多、车流量大。近年来随着经济的发展和机动车辆的增加，交通造成的污染及其对人类健康的影响也引起了公众的重视。本研究利用地理信息系统技术，通过提取并分析北京市高速公路的时空分布特征，分别评价北京市全市和高速公路周边地区的土地利用、景观格局和人口分布的时空变化，对比二者之间的差别，探讨高速公路对周边地区土地利用变化和人口聚集带来的影响。并结合地理环境、社会经济、环境监测等要素从宏观上评价高速公路周边的环境污染风险和居民健康风险。研究的结论不但可以为北京市的环境污染治理与疾病控制防治提供科学依据，同时也为其他典型城市和地区高速公路环境污染及对居民健康的影响研究提供技术支持。　　本研究的主要内容和结论有以下三个方面:　　(1)高速公路与土地利用和人口分布　　北京市市区东部和南部高速公路分布密集;西部和北部高速公路相对稀疏。高速公路10 km缓冲区内土地利用转移相比全市更加剧烈和频繁，而且集中了全市大部分工业用地和几乎全部的居住地、交通用地。在高速公路缓冲区内，人口密度整体上随缓冲距离的增加而下降。2000-2010年间人口增加最多的乡镇主要分布在五环和六环之间的环状区域，以及六环路和各条出京高速公路沿线。高速公路对人口分布的影响具有一定的滞后效应，通车时间越早的高速公路对人口聚集的影响越大。　　(2)高速公路与环境污染　　高速公路周边地区不仅存在由于汽车尾气排放造成的大气污染，还存在由于汽油燃烧、汽车磨损带来的重金属污染。高速公路两侧土壤重金属含量明显高于北京市背景值，且含量与距高速公路的距离成负相关。北京市环境监测点的PM2.5年均浓度数据和林地、耕地、人工表面面积、DEM和道路密度存在显著的相关关系;NO2浓度和林地面积、耕地面积呈显著负相关关系，和人工表面面积、道路密度以及人口指标呈显著正相关关系。PM2.5和NO2模拟平均浓度的空间分布显示，大气污染物不仅在城区内有较高的浓度，在近郊区的高速公路密集的地区也存在轻度或中度污染。综合PM2.5、NO2和土壤重金属污染的高速公路环境污染风险在五环以内的城区等级较高;在市区北部和西部山区污染风险等级较低;在五环和六环之间的地区在高速公路附近地区污染风险等级较高，特别是东部和南部高速公路分布密集的地区。　　(3)高速公路与居民健康　　高速公路周边居民健康风险评价结果表明，北京市五环路以内的城区人口密集，包括高速公路在内的各种道路最多，居民健康风险最高;五环路和六环路之间的近郊区是高速公路最密集，同时土地覆被和人口变化最剧烈的地区，同时这一地区PM2.5和NO2浓度也较高，居民健康风险较高，特别是在高速公路聚集的地区;六环路以外的郊区林草地覆盖面积大，道路相对稀疏，人口较少，居民健康风险整体较低。高速公路周边居民健康低风险区和中风险区以远郊和山区为主，覆盖范围虽广，但人口稀疏;高风险区虽然面积不到全市的五分之一，但聚集了超过85％的人口。北京市高速公路周边地区与交通污染相关的呼吸、心脑血管、生殖和生产生育类疾病死亡率的空间分布在城郊的差异较大。居民健康风险与死亡率在城区，近郊区的东部、南部和西南部地区表现出一致的空间分布。