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城市空间扩展是一个持续运行的涉及许多社会因素的复杂时空动态过程,是城市形态不断适应功能需求变化的发展过程。它不断打破原有城市功能与结构之间的平衡,建立适应经济健康发展的新城市平衡,实现城市内部各组织的和谐发展。本文在“我国近海海洋综合调查与评价专项”专项“山东、江苏区块海岛、海岸带卫星遥感调查与研究”项目的支持下,以环胶州湾区域为研究区,选择1986年至2007年四期遥感影像为主要数据源,应用卫星遥感调查与现场调查相结合的方法,获得了四个时期的土地利用数据,并分析了20多年间环胶州湾区域的土地利用变化现状及情况;应用前三期的数据模拟得到适合环胶州湾区域的地理元胞自动机模型的控制参数、循环周期,并应用第四期数据开展模型验证;在此基础上,预测了环胶州湾区域2010年和2020年土地利用状况。主要结论如下:(1)环胶州湾20多年来的土地利用方式发生了巨大的变化。居民地、工业用地和商服/机关用地在1986年至2000年、2000年至2003年、2003年至2007年三个时段内持续增加,而空闲用地则一直处于减少状态。(2)基于地理元胞自动机模型,开展环胶州湾区域的城市扩展模拟,应用前二个时段的数据训练,并应用第三时段数据开展验证,得到适合环胶州湾区域的地理元胞自动机模型的控制参数与循环周期。(3)基于训练完备的环胶州湾城市扩展地理元胞自动机模型,本文预测了环胶州湾区域的2010年和2020年城市扩展。数据显示,环胶州湾区域在空间上呈现由东西两侧向北发展,并向中间汇合的趋势;对于青岛市内四区,整体趋势为城区内工业用地向商服/机关用地和居民地发展,城市边缘区域大规模工业化;对于黄岛经济技术开发区,依旧以大规模的工业化为主,但是会出现非常剧烈的商业化趋势;红石崖镇和营海镇开始出现大规模的城市化进程,工业用地迅猛增加,其趋势和1986年至2000年时间段内黄岛经济技术开发区的发展类似。