西安市是陕西省首府，随着西部大开发实质性的深入,西安市经济增长连续9年保持了13%及以上的速度，综合实力明显增强，城市空间也在不断扩张，发展迅速，而这种城市空间的扩张带来了城市空间结构以及功能结构的变化，促成了产业经济的转型，也引发了诸如城市容量与性质难以协调、城市空间扩展方向不明、城市粗放蔓延等问题。于是，面对城市在发展中引发的一系列空间、功能、结构上的问题，城市空间增长模拟与预测成为了城市研究中越来越重要的课题。本文的研究基于1995年、2000年、2002年、2011年的西安市遥感影像,辅以西安市DEM数字高程图、四轮总体规划图以及各种社会经济统计资料,建成西安市城区1995年-2011年的空间和属性数据库，以此为分析的基础，对西安市城区空间拓展进行模拟与预测。论文研究内容包括：（1）城市空间增长相关理论研究本文首先对国内外城市空间增长研究文献进行总结；并研究城市空间增长的理论基础，包括城市空间结构演化理论，外部形态模式、空间结构的扩展模式、城市空间结构演化的一般特征等；充分了解地理模拟系统（GIS）在城市空间增长模型中的应用；以及元胞自动机（CA）模型的概念、原理及不同类型的CA模型比较；最后对SLEUTH模型的原理、执行过程、在动态模型中应用及重要作用做出分析。（2）西安市城区空间增长动态模拟首先分析西安市城市发展概况，及城区空间结构的演化历程；进而进行基础资料的收集与整理、输入数据集的建立及模型运行环境调试、模型校准；最后应用模型模拟西安城区1995年-2011年城市增长过程。在此基础上，通过将不同的参数组合下模拟结果与规划成果进行比较，分析西安市主城区空间扩展的影响因素以及发展变化过程，为西安市未来20年城区空间增长预测的情景设置打下基础。（3）西安市城区空间增长预测在西安市城市空间格局研究的基础上，设置不同的预测情景；并对西安市城区城市空间增长进行多情景预测；通过研究不同情景下指数及系数的行为特征，量化西安市城市空间拓展过程，得出以历史年份模拟为基础的西安市城区空间增长边界，并对增长边界进行优化。（4）西安市城区空间增长研究与发展对策建议通过分析在模型模拟及预测过程中各项指标，判读西安市城区空间模拟与预测过程；通过西安城区2011年前城市增长模拟结果与历年城市总体规划的比对，客观评价总体规划的实施效应，分析规划在城区空间增长的引导性作用，并将预测模型应用于城市扩展方案的评估，完成其与总体规划方案的叠加，优化城市增长边界，并给出西安市城区空间增长的对策及建议。本文的研究尝试借助元胞自动机时空动态模拟技术，预测西安市未来城市增长边界,提供西安未来城市增长的可视化过程,并进一步验证SLEUTH模型的普适性，通过分析各项参数，以及对模拟和预测结果与历年总体规划的比较，提出相应的规划建议，具有一定的方法创新和实践应用的价值。