信息通讯技术的发展，使得获取海量个体时空数据并从微观层面研究宏观地理问题成为可能，给地理信息系统与科学带来了新的机遇和挑战。在应用层面，为了全面科学应对中国快速城市化过程中的各种复杂城市问题，城市活动系统的时空特征、机理及空间对策已成为目前学术界和政府管理部门亟待解决的重大科学问题。从微观层面获取城市居民移动海量数据并提取时空模式是解决该问题的关键途径。本研究利用位置感知设备（如手机、GPS接收机等）获取海量个体移动数据，集成地理信息系统、空间统计分析、数据挖掘等技术方法，挖掘城市居民移动模式及时空分布特征，分析该模式与城市土地利用、人口密度、交通网络等不同地理要素之间的关系，突出空间异质性、距离衰减、锚点分布、道路网络等地理规律和环境变量的制约，尝试建立城市尺度上的人类移动解释性模型，为城市活动系统的“软性”优化及各种城市问题的有效解决提供科学支撑。