城市土地利用结构是指城市内部各种功能用地的比例和空间结构及相互影响、作用的关系。城市土地利用结构充分体现了城市土地资源在各行业间的分配,进而反映出城市各类职能用地的比例关系。城市土地利用结构合理性研究有助于在各产业部门之间合理配置城市土地资源,同时,通过对城市土地利用结构动态演变进行分析,有助于调整社会经济发展的策略,不断优化用地结构,进而达到土地可持续利用的目标。因此,本文在了解国内外学者关于城市土地利用结构研究,阐述与城市土地利用结构相关的概念、基本理论和研究方法的基础上,以2012年中国各省会城市的城市用地状况为基础数据,借助信息熵算法和基尼系数算法,对各省会城市用地结构的合理性状况进行计算和分析,提出建设性意见；并在采集1999-2011年太原市城市土地利用及相关社会经济统计数据的基础上,借助城市土地利用结构的信息熵、均衡度、优势度和主成分分析法对太原市的城市土地利用结构演变及驱动力进行分析,了解太原市城市用地变化的规律和趋势,为太原市今后的城市用地结构调整和用地规划提供参考。通过本文研究,得到结论如下：(1)中国省会城市用地结构合理性的总体水平一般,用地结构较不合理和不合理的省会城市占省会城市总数的比重达到59.26%,超过半数,城市用地结构调整迫在眉睫。(2)针对各省会城市用地结构现状,通过计算分析,均提出了相对应的改进城市用地结构的建议。(3)太原市区1999-2011年城市土地利用结构信息熵变化经历的2个明显的阶段：第一阶段为1999-2004年,太原市区这时间段的信息熵变化较剧烈,熵值下降明显,最后保持较低水平；第二阶段为2005-2011年,太原市区这时间段的信息熵有所上升,最后趋于稳定。太原市区城市土地利用结构的变化过程符合城市土地利用结构的熵值定律,在1999-2004年期间,太原市区的工业用地规模逐渐快速扩张,主导地位更加明显,导致信息熵值下降；在2005-2011年期间,随着太原市区产业结构的调整,城市基础设施的逐步完善,居民生活质量的不断提高,使得信息熵值有所上升,并趋于稳定。太原市区今后在进一步推动产业结构调整和转型的同时,还需要进一步完善城市功能,特别是需要提高市区道路广场用地面积。(4)通过主成分分析,指出影响太原市区城市土地利用结构变化的3个主成分及其贡献率分别为：1.太原市区的经济发展水平和人口发展规模,贡献率为73.96%；2.太原市区的产业结构调整,贡献率为16.267%；3.太原市区的社会福利状况,贡献率为8.407%。