城市形态是城市扩张在城市空间上的表现,目前全球大部分国家城市正处于城市化的快速发展时期,揭示不同类型城市形态以及相关影响因素对今后科学的城市管理和城市规划具有重要的意义。遥感数据与GIS技术给全球性和系统性定量分析城市形态研究提供可能。本研究运用2010年的LandsatTM/ETM+数据,以全球32个超大城市、大城市和中等城市为研究区,结合目视解译和监督分类提取了城市的不透水表面。在圈层梯度分析和不透水表面密度分析的基础上,提出不同类型城市(单中心、均衡多中心和非均衡多中心城市等)圈层划分的方法,定义了城市的边界,利用城市土地密度反S函数给出定量并一致的标准将各城市分为核心区、内城区和郊区。通过计算城市核心区、内城区和郊区占城市范围的比例,确定城市形态的集中-分散维度和紧凑-蔓延维度定量划分标准,并直观准确地给出城市形态三元相图的分类结果。基于不同类型的城市形态,计算城市中心度指数和城市紧凑度指数,分析不同类型城市的中心度、紧凑度特征。进一步比较分析社会经济发展指标对城市中心度指数与紧凑度指数的影响,主要结论如下:(1)32个城市最终分为三个类别:分散-蔓延型的城市数量最多是18个,集中-紧凑型的城市数量是9个,集中-蔓延型的城市数量是5个。城市形态分类结果呈现的规律为:绝大多数城市形态表现要么为分散-蔓延型,要么为集中-紧凑型,少量城市为集中-蔓延型。城市形态表现为集中型,则同时更可能表现为紧凑型,集中特征与紧凑特征相关性强;城市形态表现为分散型,则也更可能表现为蔓延型,分散特征与蔓延特征相关性强。(2)在城市的样本中,第一维度"集中"和"分散"的城市的数量分别是14个和18个,两者数量相当。另一个维度中,"紧凑"和"蔓延"城市的数量分别的9个和23个,数量上差异大。全球城市主要表现为"蔓延"发展,少部分城市为"紧凑"发展。(3)分析城市形态与城市发展水平得到:城市形态在发达水平和发展中国家水平表现出较大差异。在发达国家的城市中,城市形态主要表现为"分散"和"蔓延"。然而,在发展中国家的城市中,城市分散-蔓延型发展和集中-紧凑型发展的比例相当,均为19%。分析城市形态与城市人口规模关系得到:城市形态分布在不同城市人口规模下差异较小,城市形态与城市规模相关性弱。(4)分析社会经济发展指标与城市中心度指标、紧凑度指标相关性得到:总体上,社会经济发展因素指标中除人口密度外均与城市中心度呈负相关关系,社会经济发展因素指标中除人口密度外均与城市紧凑度呈正相关关系。