粤港澳大湾区是中国打造的世界四大湾区之一的城市群,在“一带一路”经济圈中扮演着重要角色。在制定类似粤港澳大湾区这样广域的城市群的发展规划时,可以采用最新的3S集成技术及先进的城市规划理论和方法研究城市扩张时空变化特征及发展规律,并分析城市扩张对城市生态环境的影响,更有利于为未来城市群建设和规划提供科学的、精准的辅助决策。本文选取粤港澳大湾区为研究区,分别采集其区域的1990年、2000年、2010年、2015年共四个年份的Landsat遥感影像数据、土地利用分类数据、统计年鉴数据,进行城市扩张特征分析、生态环境质量分析及驱动因素分析。其中运用建设用地比重、城市扩张强度指数、城市扩张模式的方法了解城市扩张过程及特征;运用绿度、湿度、热度、干度四个指标因子构建RSEI模型得到粤港澳大湾区生态环境质量指数;运用相关系数和线性回归方程,对经济、人口、建设用地面积等指标进行驱动力分析。从中揭示人类活动对自然生态环境的相互作用关系。研究结果表明:(1)粤港澳大湾区城市扩张特征。1990年至2015年粤港澳大湾区建设用地面积增长率由大到小为:佛山、广州、东莞、深圳、惠州、江门、中山、珠海、肇庆、香港、澳门,它们对应的2015年建设用地比重分别为35.59%、22.37%、50.07%、44.73%、6.35%、8.55%、32.72%、25.64%、7.11%、19.81%、62.19%。东莞、深圳、珠海、佛山、中山、澳门建设用地比重达到25%以上,这些城市的扩张强度表现在中速扩张及以上。广州、惠州、肇庆、江门、香港皆表现为低速或缓慢扩张。总结规律得知,建设用地占地比重越大的城市,其扩张强度也越大。1990年至2015年填充式和边缘式都为大湾区11个城市主要的扩张模式,飞地式分布较少。广州、东莞、深圳、佛山、中山是以填充式为主导,边缘式为辅的城市扩张模式,珠海、肇庆、惠州、江门、香港、澳门是以边缘式为主导,填充式为辅的城市扩张模式。建设用地有70%以上是占用林地面积和耕地面积进行扩张的。(2)1990-2015年粤港澳大湾区城市生态环境质量评价。从整体来看,粤港澳大湾区生态环境质量变好的面积是变差面积的2.16倍,生态环境质量没有变化的面积有23004.16km~2,表明粤港澳大湾区生态环境质量得到较大的改善。从区域角度看,1990年至2015年生态环境质量变好的城市有:广州、江门、惠州、香港,生态环境质量变差的城市有:东莞、中山、肇庆、澳门,生态环境质量无明显变化的城市有:深圳、珠海、佛山。在城市扩张对生态环境影响方面发现,代表生态环境质量好的冷点有70%以上聚集在林地,代表生态环境质量差的热点有50%左右聚集在建设用地。并且通过土地利用类型在RSEI各等级比例的统计结果知道,建设用地的增长会导致生态环境质量差的区域扩大,生态用地(耕地、林地、草地)对生态环境质量的影响是正向的。(3)粤港澳大湾区典型城市的驱动力分析及其生态保护措施。经济和人口是影响深圳市城市扩张的主要因素;污水处理率、工业废气排放量、水利-环境和公共设施管理业投资额是影响生态环境质量变化的主要因素,建设用地面积增长、社会经济、人口对生态环境质量的影响是间接性的。针对粤港澳大湾区的生态状况给予以下几点建议:明确存在问题;控制污染状况,改善生态环境质量;增加环保投资,完善城市基础设施建设;合理利用土地资源,减轻生态用地的压力;增加城市绿地,提高城市中心的生态环境质量。