随着全球经济一体化和区域一体化的深入,城市群作为新型地理单元,参与国际竞争的优势越发凸显。2005年,我国“十一五规划”首次提出“城市群”的概念;16年来,我国不断出台规定和政策,完善城市群的建设。“党的十九大报告”对我国城市群的发展也提出了“高质量发展”的新要求。截至2019年,我国国家级十大城市群占我国国土面积16.83%,但却占我国经济总量的三分之二。城市群在发展和转型过程中却出现了滥圈滥划、发展程度差异大等“城市群病”,为响应国家对城市群发展的新要求,系统分析城市群发展情况和内部空间关联性特点,根据具体情况制定相应的发展战略,对我国城市群的“高质量发展”具有重要意义。鉴于此,本文以我国十大国家级城市群为研究对象,通过搜集2005年至2017年的统计数据和2005、2010、2015、2017年这四年的人口和GDP遥感数据,建立十大城市群指标格网化数据集;与此同时,利用模糊集合思想和隶属度函数,筛选评价指标,并构建我国国家级十大城市群高质量发展水平的评价体系。再运用ANN算法中的BP网络,计算评价指标的权重,构建高质量发展水平测度体系。在此基础之上,结合遥感数据和地理信息系统技术,利用GIS软件合成十大城市群高质量发展水平栅格数据集,最后利用探索性分析工具分析城市群高质量发展水平的时空演变和城市群之间、内部的空间关联性。研究发现:2005年至2017年我国国家级十大城市群高质量发展水平一直处于稳步增长;但是,城市群之间的高质量发展水平地区差异较大,两极分化严重。城市群内部的中心城市与周边城市形成了发展落差。十大城市群在经济发展、基础设施、资源环境、社会发展四个层面的得分与高质量发展水平得分大体一致,但也具有不均衡性。我国城市群之间有较强的自相关性,珠江三角洲、长江三角洲城市群内部的正关联性显著,兰西城市群内部的负关联性显著,其余城市群内部的关联性不显著。在空间分异特征上,随着人口密集度的增加,城市群高质量发展水平呈现先增加后减少的趋势,随着经济发展水平的提升,城市群高质量发展水平整体增加的同时,第三等级的转型出现了问题。与已有研究相比,本文的创新主要有:（1）研究对象上,对中国十大国家级城市群包含的城市和公里格网进行高质量发展的测度。从经济发展、基础设施、资源环境、社会发展四个方面进行分析,全面探索中国城市群的高质量发展水平的多样性,有利于更好地了解中国当前城市群整体的发展水平和发展潜力。（2）研究方法上,基于模糊集合思想和ANN算法构建测度城市群发展水平的评价体系。该方法既综合了专家意见,选出专家较为认可的指标,又充分利用了样本信息,避免了指标选取的随意性问题。（3）研究数据上,基于人口分布、GDP分布的栅格数据和不同统计口径的社会经济数据等多源数据,以公里格网为单位,利用GIS软件对我国十大国家级城市群高质量发展水平以及关联性进行研究。探索我国城市群的发展质量测度方法,为其由“高速”向“高质量”发展转型提供实证经验。