城市为自然、社会、经济、文化等众多子系统组成的高度复杂的时空藕合巨系统，不仅是人类活动最为集中的地域，也是人文因素和自然因素相互作用最为敏感的空间。城市化是人一地关系的焦点，主要表现为城市空间扩展。然而，由于城市具有开放性、动态性、自组织性等耗散结构特点，其行为有着高度的复杂性。传统的方法已经无法真实准确的模拟城市的发展与土地利用变化过程。因此，通过新的方法来模拟城市的空间扩展过程，对城市进行动态的模拟和预测，为城市规划与管理提供准确的决策信息。地理元胞自动机是一种时间、空间都离散的动力学模型，是研究复杂系统随着时空变化的典型方法，特别适合对城市复杂系统的时空动态变化的模拟。 本文主要是对最典型的四种城市转换规则Fisher判别的转化规则、基于支持向量机的转换规则、基于主成分分析的转化规则和基于广义判别分析的转换规则的构成方法进行深入探讨和比较分析，然后以嘉定地区为例模拟城市发展，比较模拟精度，说明最适合嘉定的城市模拟方法是支持向量机转换规则。第一章简述Geo-CA模型国内外发展状况、本文的主要研究内容、技术路线和创新点；第二章主要介绍什么是元胞自动机及Geo—CA基本原理；第三章主要是对Fisher判别转化规则、基于支持向量机转换规则、基于主成分分析的转化规则和基于广义判别分析转换规则的构成方法进行了介绍并比较分析各自的优缺点和适合使用的情况；第四章主要是使用这四种方法对上海市嘉定区进行城市发展动态模拟及模拟精度分析；第五章则是对本文的总结及接下来的工作高度概括。