城市是一个永远处于运动状态的复杂系统。城市内部的物质要素之间都不是独立存在的,城市中各地块、各区域之间通过人员、物质、信息等的流动而产生相互联系和作用,即空间交互作用,从而构成一个完整的城市系统。一方面,城市的自然地理条件与历史发展背景会影响空间交互的形成和特征变迁;另一方面,区域之间空间交互的消长又会反过来影响城市社会经济的空间布局以及扩展方向。深入理解城市内部的空间交互特征、及其表现出来的城市结构关系是未来新型城市化建设的理论基础与科学依据,对城市经济与发展的规划具有重要的指导意义。本文基于武汉市2014年一个月的出租车轨迹数据,提取出租车轨迹数据中的载客轨迹,以街区单元为节点、单元间的轨迹为边,构建武汉城市空间交互网络。进而,利用复杂网络相关理论,结合街区单元的功能属性,对城市空间交互网络进行探索分析。主要研究内容与结论如下:（1）基于POI的两步功能区识别方法本文提出一种改进的基于POI的两步功能区识别方法。这种方法将识别过程划分为两个步骤,第一步通过不同类别的POI密度比例识别出单一功能区;第二步针对具有混合功能的综合区,对POI密度向量进行聚类。结果表明,本方法能得到更加精确细化的功能区分类,为后续探究空间交互与单元功能属性之间的关系奠定基础。（2）基于网络中心性的城市空间交互网络研究。本文采用复杂网络理论从总体上对城市空间交互网络进行评价分析,发现在城市交互活动中起到重要承载和控制作用的关键节点,并分析具有不同功能属性的区域在空间交互网络中的地位和产生的影响。结果表明,节点在交互网络中的重要性主要受地理位置和功能属性的影响,重要铁路站点和有大型医院分布的综合区是城区内人群流动的关键节点,它们主导的空间交互构成了交互网络的基本“骨架”。（3）城市空间交互网络的社区结构发现本文对交互网络中的社区聚集结构进行发现识别,并从功能组成、内部交互特征、外部交互特征等方面进行综合分析。结果表明,社区边界与武汉市原本的行政区划之间存在差异,区域的人口密度、经济发展水平和自然地物分布是造成社区分异的原因。每个社区由于其地理位置、内部功能组成不同,表现出不同的交互特征,总体来说,武汉市中心城区内呈现出“三主、三副、多节点”的空间交互结构。本文提出的基于POI的两步功能区识别方法能较好地对功能属性模糊的区域进行进一步识别,得到更加细化的分类结果,对理解武汉市功能区分布及不同功能区交互特征具有理论和实践价值。对武汉市空间交互网络的研究结果揭示了城市交互结构特征与区域集聚特征,能为城市规划建设和相关政府决策提供支持。