交通能耗及污染物排放控制是实现城市空气质量改善的重要内容。本文研究了城市不同街区形态中居民家庭能耗和CO₂排放特征，建立了居民出行方式选择模型，揭示了城市形态—出行方式选择—交通能耗/排放的内在影响机制，为土地利用规划影响城市交通需求的理论提供了成功的实证研究案例。研究基于2009和2010年济南市23小区的入户调查数据。对比了不同街区形态的家庭能耗及排放特征，分析了主要社会经济属性和街区形态特征指标对家庭终端和交通出行CO₂排放的相关关系。结果得出，与传统胡同式、密方格网式和单位邻里式三种传统型街区相比，超大街区式的家庭具有普遍高能耗/高排放以及交通能耗比例最高的特征。而其他三种街区类型家庭能耗普遍偏低，但是小区家庭结构构成复杂。家庭收入越低、住户面积越小、住户密度越高、土地利用越混合、小区周边有便利的BRT设施的家庭，其生活的能耗和排放会相应较低。居民通勤出行的能耗和排放主要取决于交通方式的选择，本文根据离散选择模型的理论基础，选用多项Logistic模型（Multinomial Logit Model, MNL）对23小区通勤出行者的交通方式选择进行拟合。构建模型的效用函数表达式，分析模型变量之间的相关性，选取合适的模型参数，并对其进一步转化得到更加具有解释力的模型变量。研究构建了包含交通参数和个人、家庭社会经济属性的基础模型和加入形态变量的扩展模型。基础模型结果表明，中年人群、男性、家庭雇佣人数超过2以及家庭人均汽车保有量越大的家庭选择高碳出行方式的概率更高。扩展模型相较于基础模型而言有更好的模型拟合结果。沿街贴线率的增大可以提高低碳和中碳出行方式的被选择概率。居住在人口密度越高的小区更愿意搭乘公共交通出行。距离市中心较近的小区居民在驾车出行方式的选择上更加具有优势性。小区周边公交站点个数对于居民出行方式选择的影响较为复杂，模型的结果显示，该变量并不能提高居民选择公共交通的概率。研究最后对模型的拟合结果进行了检验和交叉验证，模型自身的拟合准确率为0.74，交叉验证的准确率为0.52。基于模型拟合结果的人均交通能耗与实际能源消费情况相一致。