城市形态的研究源于历史悠久的形态学,可以追溯至菲斯泰尔·德·库朗日(Fustel de Coulanges)。形态是一种复杂的社会表现形式,对城市形态的研究是进行城市干预和运作必不可少的前提,可以把握城市发展的重要方向。到现在为止,在城市规划领域,对城市形态的研究主要有两种方法,分别是定性研究和定量研究。基于分形理论的城市形态研究属于研究的新领域,处于探讨和尝试的阶段,利用分形的方法不仅为研究提供了新的思路,而且对于城市规划分析的理性化、定量化发展有很大促进作用。分形理论在城市规划中的应用研究目前已有二十多年,国内分形研究的侧重点是城镇体系、城镇规模、空间结构以及土地利用等方面,对城市群形态方面的研究较少,这与资料的收集难度和理论发展有很大关系。利用分形研究城市群的形态,可以把握城市群形态演变的方向,对城市群未来的发展有重要的指导作用。本文是基于分形理论对长株潭城市群外部形态及内部形态进行研究。首先详细介绍了分形理论和城市群的形态,综述了它们的发展历程。在对长株潭城市群外部形态进行定量的分形分析中,提取了 1978年、1989年、2002年和2010年四个时期的长株潭城市群城市建成区量化后的相关数据,包含了各个时期城市建设状况的基础数据,利用网格维数和边界维数方法,建立起分形模拟模型,采用这两种分维计算方法对不同时期的长株潭城市建成区进行分维测算,分析其分维变化特征,得出的结论是长株潭城市群总体的形态分维数在1.2到1.4之间,并且向1靠近,说明长株潭城市群形态沿着线性要素(河流、道路等)扩张,并且以填充式扩展方式为主,这与长株潭城市群近些年城市形态的演变过程相符。在对长株潭城市群内部形态进行定性的分形分析中,研究城市中各要素(行政区划、道路网络和内部街区)分布的合理性。通过萨林加罗斯所揭示的逆幂率,对城市群中的组成要素进行等级序列分析,主要以道路网为研究对象。通过对长株潭城市外部形态的定量分析以及内部形态的定性分析,得出了长株潭城市群形态的演化特征,提出城市群形态演化过程中应该注意的问题和发展策略,为科学地规划城市群提供更有力的科学依据。