城市群作为城市化进程中的高级形态,是区域之间相互竞争的重要载体,对城市群的城镇用地扩展的时空格局以及不同等级城市扩展的模式分异规律进行定量研究,对于提高区域竞争力、促进城市发展、因地制宜制定空间管控政策有重要意义。本文以1990-2015年的武汉城市圈、长株潭城市群、中原城市群的土地利用栅格数据以及湖北省、湖南省和河南省的统计年鉴为基础,基于ArcGIS10.2 的平台,把研究时段划分成 1990-2000、2000-2005、2005-2010、2010-2015年4个阶段,通过城镇用地扩展来源、城镇用地扩展速率、城镇用地扩展差异指数、城镇用地重心坐标、分维数和城镇用地扩展强度指数的等扇分析等多维度指标对三个城市群的城镇用地扩展的时空格局和规模等级模式分异进行研究,并将三个城市群的城镇用地扩展进行比较分析,找出它们在城镇用地扩展过程中的共同规律及不用特点。通过本文的研究,主要结论如下:(1)武汉城市圈城镇用地面积的最主要来源是耕地,来源由单一向多元化转变;城镇用地扩展速率呈现“驼峰”状,武汉市和黄石市的城镇扩展速率最小;中快高速扩展区域在不同的时间呈现出不同的形状,比如扇形、短“U”型、“//”型;武汉市、黄石市、咸宁市的重心坐标往西南方向迁移,鄂州市、黄冈市、孝感市的重心坐标往西北方向迁移;城市形态总体来说较规则完整,核心扩展区域的城市形态更复杂,稳定性较差;武汉市主城区、黄石市主城区、武汉市远城区等发展较快的区域对周边区县有一定的辐射吸引作用;单翼扩展模式、多翼扩展模式、扇形扩展模式存在于每个阶段。(2)长株潭城市群耕地和林地始终是城市群城镇用地面积的主要来源,来源由单一向多元化转变;城镇扩展速率呈现“驼峰”状,长沙市的城镇扩展速度最快;城市群北部是城市群的中快高速扩展区域;长沙市、株洲市、湘潭市的重心迁移方向分别是东北、东南、西北;总体上城市形态比较稳定规则,长沙市区、株洲市区、湘潭市区的城市形态较复杂;长沙市区、湘潭市区对周边区县的城镇用地扩展影响较大;城镇用地扩展以多翼扩展模式和扇形扩展模式为主。(3)中原城市群耕地和农村居民点是中原城市群城镇用地扩展的主要来源,来源类型比较单一;城镇扩展速率呈现“驼峰”状扩展形式,济源市和郑州市城镇扩展速度快;不同阶段的中快高速扩展区域呈现出的形状不同,比如半环状、倒“し”型;郑州市的重心往东北方向迁移,开封市、新乡市、济源市的重心往东南方向迁移,洛阳市、焦作市的重心往西南方向迁移,平顶山市、许昌市的重心往西北方向迁移;城市形态总体上较规则完整,郑州市区、开封市区、洛阳市区等区县的城市形态稳定性较差;郑州市区、洛阳市区、平顶山市区、新乡市区、焦作市区对相邻区县的城镇用地扩展有吸引辐射作用;城镇扩展模式以多翼扩展模式和扇形扩展模式为主,尤其是扇形扩展模式。(4)三个城市群在城镇扩展最主要来源、城镇扩展特征、核心扩展区域及其对周边区县的影响以及城镇扩展的规模等级模式分异上的规律部分相同;在城镇扩展的其他来源、扩展速度、城市形态、扩展模式、规模等级模式分异中的扩展速度上有差异。