长期以来,国内城市规划学者们受西方理性主义影响,沉溺于对城市发展一般规律的探寻,而忽视了城市所固有的复杂性与特殊性。近年来,随着复杂性科学的兴起,复杂性科学范式引入城市规划领域。其中,元胞自动机作为一种“自下而上”的研究自组织系统的离散动力学模型,在城市规划空间增长研究上得到越来越多重视。本文试图将复杂适应系统理论引入CA模型中,对现有CA模型进行扩展,以更合理地模拟城市空间增长。首先,本文在国内外相关文献综述的基础上,从复杂适应系统角度,辨析了城市适应性主体行为模式和城市复杂适应系统特征。人是城市复杂适应系统的基本适应性主体。然而,在城市系统中,人并不能以单个人发挥作用。在城市发展过程中,形形色色看似独立的主体人通过利益关系(标识),组成不同规模、不同性质和不同结构的社会群体(聚集),为满足各自利益最大化需求,综合考虑不同社会群体的利益关系以及环境效益,通过群体决策行为影响城市空间增长(涌现)。城市发展是城市适应性主体间以及城市适应性主体与城市地理空间环境间相互作用的共同结果。其次,基于对城市复杂适应系统的认知,本文从宏观层面和微观层面两个层面出发,构建了基于复杂适应系统的CAS-CA概念模型。宏观层面,将用地适宜性评价和用地规模控制作为控制因素,来模拟城市与自然环境的和谐共生；微观层面,依据城市适应性主体的适应性行为模式来制定模型的转换规则。在本文构建CAS-CA模型的转换规则中,引入了概率控制的概念,将公共服务设施可达性和交通可达性两大要素通过概率转换纳入元胞综合状态值的计算中。元胞的综合状态值由元胞的邻居作用值、交通可达性概率值和公共服务设施可达性概率值共同决定,在元胞用地状态转换时选取综合状态值最高的元胞进行转换。此外,本文结合GIS的组件集成技术,对CAS-CA模型进行了系统实现。最后,本文以长汀县为案例,构建了基于GIS的长汀县社会经济和土地利用空间地理数据库,对2015年和2020年长汀县汀州城区城市空间增长进行了模拟,并与2015年土地利用现状图和2020年土地利用规划图进行了比较分析。模型模拟结果从结构上大致上符合城市发展现实和规律。此外,本文模拟了2015年至2020年六年间兆征路两侧商业服务业设施的演变过程,较好的展现了城市发展演变的动态过程。在目前城市规划中,规划是终极蓝图式规划,缺乏过程控制和引导。对城市发展演变的动态过程缺乏具象的表达。本文试图构建一个基于CAS转换规则的CA模型,通过量化计算具象化展现城市空间发展过程,让公众对城市发展有个直观的认识,为城市规划提供决策支持。