2013年中国提出了共建“21世纪海上丝绸之路”的重大倡议,港口城市作为海上航线网络的重要节点,将迎来新一轮的发展机遇。港口城市位于生态环境复杂的海岸带区域,生产力内外双向辐射,区别于一般的内陆城市。针对港口城市的特殊性,以及其所面临的机遇、挑战和问题,本研究基于遥感手段,选取海上丝绸之路沿线35个港口城市,获取了港口城市土地覆盖信息,从个体、区域、整体三个层次研究不同港口城市的扩张速率与发展特征,定量评价港口与城市空间关系,对比分析了东南亚(13个)、南亚(6个)、西亚(5个)、非洲(4个)、欧洲(7个)不同区域港口城市发展进程以及港口与城市空间关系变化的异同。主要结论如下:(1)以1990-2015年Landsat影像为数据源,采用海岸带土地利用分类体系和CART决策树方法,提取了35个港口城市土地利用信息,并对土地利用结构和建设用地扩张速率进行了分析。结果表明,东南亚(13个港口城市)、南亚(4个)与欧洲(7个)土地覆盖以农田或林地为主,西亚(5个)与非洲(4个)地表覆盖以灌丛和裸地为主。通过拟合分析发现港口城市建设用地面积变化符合指数型增长模式,区域港口城市年均扩张速率中东南亚区域最高为6.77%,非洲港口城市最慢仅3.85%,其他三个扩张速度从高到低依次为南亚、西亚、欧洲。25年间35个港口城市建设用地总体以年均4.85%的速度增长,平均约15年这些港口城市的面积翻1倍。(2)从景观格局方面对港城扩张过程进行了分析,采用LSI、COHESION、DIVISION、AI、LEI、CI共6种景观指数对城市扩张特征与扩张模式(飞地式、边缘式、填充式)进行了分析。结果表明,东南亚、南亚港口城市发展程度整体不一,首都型港口城市空间结构稳定、紧凑,以三种模式(飞地式、边缘式、填充式)同步发展,中小型港口城市正在从扩散向聚集方向扩张发展;西亚与非洲港口城市发展相对集中,景观格局稳定,形状较规则,以边缘式和填充式扩张为主;欧洲港口城市形状复杂,城市景观格局和形态已基本稳定,城市用地空间分布相对集中,以三种模式同步扩张发展。港口城市发展过程中符合“扩散-聚集”的城市发展普遍规律,各景观指数变化表明城市整体发展趋向于紧凑化,三种扩张模式(飞地式、边缘式、填充式)斑块数总体平均占比从1990-2000年的4:4:2变为2010-2015年的3:4:3,飞地式扩张占比减少,填充式扩张占比增加,城市扩张向紧凑化方面发展。(3)从港口城市发展阶段与空间结构变化分析,结合空间形态学原理构建了港城关系指数(PCRI),并提出了三类理想港城空间关系模式:中心型港城、边缘型港城和分离型港城。通过对四个时期35个港口城市及三个类型(中心型、边缘型和分离型)港口城市PCRI值分布与变化情况分析,结果表明港口与城市空间结构的变化存在收敛趋势,即不同港口城市建造之初由于自然环境等因素影响,港口与城市空间关系有所不同,随着城市的发展,城市对港口的依赖性会逐渐变化,港城空间关系会普遍朝边缘港形式(PCRI=0.6)发展演变,最终保持收敛稳定,大部分港口在最后对城市空间的影响作用会逐渐稳定。(4)从港口城市建设用地年均扩张速率、港口城市扩张特征与扩张模式、港口与城市空间结构关系、港口面积变化四个方面分析结果表明,港口与城市发展程度具有一致性,海上丝绸之路沿线港口城市发展程度呈东西分异格局,欧洲、非洲、西亚等西部地区港口城市发展较早,相对更为成熟,扩张速率较慢,城市景观格局稳定;东部的东南亚与南亚地区港口城市发展程度不一,大部分港口城市正处在快速发展阶段,扩张速度快,城市景观格局变化迅速。通过对不同区域港口城市扩张速度与特征进行定期监测与分析,有助于港口城市进行可持续的建设用地规划、管理与城市化发展,推动绿色丝绸之路的建设,对联合国提出的可持续发展目标中城市可持续发展的实现具有重要意义。