为应对当前资源短缺、生态环境恶化、空间布局无序等问题,缓解生态保护与经济发展的矛盾,引发了关于国土空间重构的新需求。在深入推进“多规合一”与空间治理能力现代化的背景下,针对国土空间优化中面临的前沿技术应用不足等问题,探索出一套较为完善的优化流程和技术方法,有助于引导构建科学合理的功能空间布局。本文以山西省晋中市为研究区,从国土空间安全与发展相协调角度出发,在把握2009-2019年晋中市国土空间变化特征的基础上,运用多目标遗传算法和FLUS模型,自上而下的宏观数量预测与自下而上的微观空间模拟相结合,实现最优情景下的国土空间开发布局优化,主要结论如下:（1）从国土空间数量及分布来看,2009-2019年晋中市农业生产空间和农村生活空间均有所减少,分别减少115.21km~2和38.17km~2;绿色生态空间面积有小幅增长,净增加了382.49km~2;水体生态空间和其他生态空间面积减少明显,但总体保持稳定;城镇空间增幅显著,从2009年的2.04%增长为2019年的4.32%,增长了2.28%。从空间动态度来看,其他生态空间的单一动态度变化最大,达到-38.66%;其次为城镇建设空间,其单一动态度为5.28%;其余空间的单一动态度均普遍小于1%,国土空间综合动态度为0.46%。从空间转移矩阵的分析来看,其他生态用地大面积转出,城镇建设空间的转入较为明显,其中占总面积1.49%的农业生产空间转向城镇建设空间,绿地生态空间转为农业生产空间的面积占比达7.8%,将近80%的其他生态空间转换为绿地生态空间。（2）从数量结构和综合效益两方面对模型优化得到的4种方案进行比较分析,可知均衡发展情景下的配置方案为最优。该情景下晋中市的农业生产空间为4436.21km~2,农村生活空间面积有562.02km~2,绿地生态空间面积有10393.58km~2,水域生态空间面积有212.25km~2,其他生态空间面积有44.91km~2,城镇建设空间面积有743.01km~2。绿地生态空间面积相较2019年增加了27.73km~2,水域和其他生态空间分别减少了4.02km~2和108.96km~2;同时,农业生产空间增加了9.34km~2,增幅仅次于粮食安全情景足够保证区域粮食安全,农村生活空间增加了37.79km~2,城镇建设空间增加了35.34km~2。均衡衡发展情景下的生态效益达到246.31亿元,经济效益达到7682.19亿元。与经济增长情景下的生态效益相比,增加了0.68%,与生态保护情景下的经济效益相比,增加了5.15%,增幅显著。（3）运用FLUS模型对晋中市2019年的国土空间布局进行模拟,经验证模拟的总体精度为89.03%,Kappa系数为0.72。说明所构建的FLUS模型能较好的用于模拟晋中市2035年的国土空间开发布局。优化后的总体格局呈现东部以生态涵养为主,西部以农业生产和城乡建设为主。生态空间集中在地势海拔较高的东部山区,并在其周围呈边缘式扩张;农业生产空间和城镇建设空间集中在西部平原区,而在东部山区则为零散式分布,整体趋于聚集。优化后的空间开发布局较为合理,既能充分发挥林地、草地和水域的绿心、绿带效应,又能为现代农业发展提供用地保障,同时也为城镇建设预留出足够空间。