城市是一个复杂的系统，各种人文和自然的因素都在这个复杂系统中产生各自的重要影响。随着改革开放的推进，我国各地的经济发展日新月异，科学技术也得到了较高发展，城市化和工业化的发展日趋激烈，对城市的建设用地的需求也会相应的提高。因此全面及时的掌握城市土地利用情况非常重要。本文选取长春市作为研究区，尝试利用扩展的元胞自动机（Cellular automaton）模型和GIS技术相结合来模拟长春市土地利用。首先是从解决传统CA在时空模拟时存在的缺陷角度出发，将马尔科夫模型扩展到传统CA中，以历年土地利用转移矩阵为基础，分析土地利用现状变化，基于马尔科夫模型预测未来各土地利用类型总量，并以总量预测值控制CA迭代时间；然后以CA模型为基础，选择影响土地利用变化的自然和社会人文因素，通过Logistic回归的元胞适应度计算、基于生命欲望概念的邻域空间影响，以元胞综合转换概率代替复杂的转换规则的制定；最后，在GIS技术支持下，综合宏观预测和微观演化两方面优势以长春市为例运用扩展CA模型进行土地利用时空变化模拟。研究表明：1993-2005年，长春市土地利用发生显著变化，旱田和未利用地的面积分别减少了45038.46hm~2和435.70hm~2，水田、林地、交通用地和建设用地都在不同程度上增加，其中建设用地增加最多，共增加28252.20hm~2。而从2005年到预测的2015年，旱田面积将从1095818.08hm~2减少到1088882.55hm~2，减少了1.0%，水田面积预计将从250792.87hm~2减少到246752.16hm~2，减少了1.6%，林地面积将增加3791.15hm~2，交通用地和建设用地也将不同程度的发生增长，其中交通用地增长911.91hm~2，预计增长3.3%，建设用地面积将增加18589.12hm~2，增长8.2%，水域和未利用地面积都趋于减少，其中水域将减少453.12hm~2，减少0.6%，未利用地面积将减少619.68hm~2，预计减少2.4%。在整个的变化过程中，变化量最大的是旱田，其次是建设用地。现状和预测的结果表明，在大的趋势上，旱田、水田和水域的面积在逐渐缩小，林地、交通用地、建设用地和未利用地的面积在不断扩大。