自“十二五”以来,随着城市化进程的不断推进,城郊空间蔓延现象越发明显,由此推动了“以公共交通为导向的城市发展模式（TOD模式）”在我国的推广与实践。基于此发展模式,国内诸多城市纷纷兴建城市轨道交通,期待科学有序地引导城市空间的发展。由此,如何测度城郊空间蔓延水平及探讨研究城市轨道交通影响城郊空间蔓延的因果关系和效率水平非常必要。基于蔓延测度—因果分析—效率分析的逻辑结构,论文研究探讨了TOD模式下的城市轨道交通影响城市空间蔓延的科学问题。在蔓延测度中,通过文献调研和统计分析选取较为常见的蔓延测度指标,逐一分析其计算原理和适用性,并在既有指数的基础上,将中国城市蔓延特征和本文研究需求相结合,开发空间包络蔓延指数。代入中国36个主要城市2018年截面数据分别对4种指数进行验算比对后得出,空间包络蔓延指数离散统计量λ为3.860,在参评的四个指数中最小,具有更好的稳定性。同时,标准化验算结果并排序绘图得出,空间包络蔓延指数还具有相对较好的连贯性,在因果分析和效率分析中具有更好的适用性;在因果分析中,基于一定的研究对象识别规则,提取26个符合条件的区县数据,作断点回归分析测得城市轨道交通通车运营约4年后抑制城市空间蔓延的附加效应较为明显,并在此基础上构建面板回归模型代入数据算得,表征城市轨道交通的核心解释变量ln NET-M和ln NET-I分别在1%和5%的显著水平下与城市空间蔓延负相关,不仅验证了城市轨道交通对城市空间蔓延产生抑制作用;同时,ln NET-M和ln NET-I的回归系数分别为-0.010和-0.004,进一步验证了断点回归分析的结论;在效率分析中,选取适当的指标建立投入产出体系,并构建Super-SBM-I-V模型对香港和28个大陆城市城市轨道交通抑制城市空间蔓延效率水平进行测度。结果显示,29个城市中有21个存在效率不足,8个DEA有效的城市中有5个为DEA强有效,其中哈尔滨超效率值θ最高达2.49。研究结果表明,尽管城市轨道交通对中国城市蔓延有着显著的抑制作用,部分新一线城市甚至超过香港达到了DEA强有效,但相对较低的审批门槛造成了超过三分之二的城市存在城市轨道交通投入过剩。本文将数理模型与理论分析相结合,为城市轨道交通建设规划和项目可行性审批提供了一种新的思路。