城市化是区域土地利用演化的主导过程，城市的扩展或城市化可以看作是微观不同土地利用类型的相互转化的结果。当前，中国正处于向城市社会快速转变的过程之中，本世纪前50年，将是中国城市化高速发展的阶段。在城市化过程中将遇到许多复杂的经济和社会问题，因此迫切需要对城市增长和土地利用演化的规律进行研究。本文以复杂系统理论为研究背景，以地理空间系统为研究对象，以扩展的元胞自动机为建模方法，通过对元胞自动机的详细了解和分析，利用扩展的CA模型与GIS进行松散耦合，对深圳市龙岗区的土地利用演化进行模拟和预测。并结合其实际数据与发展情况，分析了龙岗区土地利用格局形成的影响因子及土地利用变化的驱动力因素，探索了龙岗区城市动态发展的特征和规律，以此来对其未来城市的规划与发展做出决策支持。文章共分为六个部分。第一部分绪论，简要介绍了问题提出的背景，国内外研究的现状，研究的目的和意义以及研究的主要内容和方法。第二部分元胞自动机理论基础。介绍了元胞自动机的概念、历史、组成、特征和应用，以及元胞自动机在地理学应用中的优势和不足，介绍了扩展的元胞自动机模型(GeoCA-Urban)的结构和实施步骤。第三部分基于GIS和扩展CA的快速城市化土地利用演化模拟。介绍了城市化和城市用地的概念，土地利用演化的概念、特点和研究方法，以及基于GIS和扩展CA的城市土地利用演化模拟的实体框架。第四部分龙岗区城市化过程和驱动力研究。介绍了龙岗区的城市化过程，龙岗区的土地利用现状，存量分析和潜力分析，以及龙岗区土地利用的驱动力因素。第五部分案例分析。将GeoCA-Urban模型和GIS进行松散耦合，以龙岗区为研究区域，对研究区内两个时段的土地利用变化进行模拟，并对模拟结果进行深入的分析。第六部分是对本文的总结和展望。