城市化是社会发展和经济发展的必然过程,城市化造就了城市文明和物质繁荣,提高人类生活质量,但是它也改变原来的自然环境,引发了一系列生态、环境和社会问题。21世纪以来,随着经济的快速发展,我国正处于城市化的快速发展时期,形成了大量经济发达的城市群。目前城市群的空间扩张与自然环境保护之间的矛盾已经成为地学领域研究的热点。近二十年来,随着对地观测技术的快速发展,使得长时序动态监测区域尺度的城市群空间扩展和城市形态变化成为可能。本文以长三角、珠三角、京津冀、成渝、中原、长江中游、滇中、北部湾等8个中国主要城市群作为研究区,收集研究区近二十年(1995-2015)的美国国防气象卫星搭载的可见光成像线性扫描业务系统(DMSP/OLS)和国家极轨卫星搭载的可见光近红外成像辐射仪(NPP/VIIRS)两种夜间灯光遥感数据,采用阈值法和基于统计数据比较法提取了近二十年中国8个主要城市群的建成区。同时采用了时空统计分析、扩张速度、扩张强度、空间自相关和热点区分析、建成区重心迁移、景观格局指数和城市用地规模等指标对我国8个主要城市群1995-2015年的建成区扩张进行时空变化分析。最后采用灰色关联方法对我国8个主要城市群的建成区扩张与非农业人口、地区生产总值、工业总产值、固定资产投资总额、高校在校人数等驱动因子进行了时空关联分析。主要的研究成果包括以下几个方面:(1)近二十年中国8个主要城市群建成区空间格局演进分析。8个城市群的建成区的面积在逐年增大,整体呈现出“点-块-面”的扩张趋势,其中长三角、珠三角、京津冀、中原等城市群的扩张总量较大,每5年最大增长面积超过1000km~2;长江中游、成渝城市群面积最大增长量处于500-1000 km~2之间,属于中速发展阶段;滇中、北部湾城市群建成区每5年的最大面积增长未超过500 km~2,相较于其他发达城市群较为落后,年均增长量较低,但是其建成区面积和年均增长量均逐年增加。8个城市群的扩张速度在1995-2015年期间呈上升的趋势且均为正增长;扩张强度在1995-2015年间整体呈现出上下波动的趋势。(2)建成区空间格局及时空变化分析。8个城市群均属于集聚导向下的空间扩展模式,空间分布呈现正的空间自相关,集聚程度呈现出波动变化。城市群建成区的重心大多位于较为发达城市内部,其中长江中游城市群重心移动幅度较大。长三角、长江中游、滇中、北部湾等城市群的城市首位度较高,城市的发展规模在不断增大。京津冀、长三角、珠三角、中原、长江中游等城市群的城市用地规模差异在不断缩小;成渝、滇中、北部湾等城市群的用地规模差异在扩大,建成区分布在趋于集中。通过斑块类型水平和景观水平两种景观格局指数的分析得出,珠三角城市群建成区的景观破碎化程度逐渐减弱,分离度不断降低,其他7个城市群景观破碎程度有所增强,分离度上升。(3)建成区扩张的驱动因子分析。在城市建成区扩张的驱动因子中,政策因子占主导地位,行政区划调整、区域发展政策和住房政策的调整等措施均会对城市建成区的扩张产生直接影响;自然因素在决定地区产业结构上也有着不可忽视的作用;非农业人口、地区生产总值和工业总产值等社会经济因子与建成区扩张的关联度较高,高校在校人数和固定资产投资总额等因子关联度较低。