土地是承接人类社会活动与自然环境变化的桥梁和纽带。随着城市化进程的推进,我国的土地利用模式产生了明显的变化。土地利用变化在城市发展以及全球的发展变化中扮演重要角色。研究土地利用变化、自然环境和人类活动三者间的关系,对指导人类未来发展,实现人类命运共同体具有重要的意义。城市空间扩展问题是当前城市土地利用变化的研究热点,对研究区域内的未来土地利用变化进行预测,分析在人类社会活动影响下和自然环境约束下城市土地利用的变化趋势,为制定更加科学合理,切合实际的土地利用规划方案提供建议和支持。传统的土地利用规划更注重政府对城市发展的政策性影响。然而随着国土空间规划的推行,使用传统的自然规律递推等方法已经无法准确的预测和模拟城市的发展轨迹和时空动态变化。元胞自动机具有模拟复杂空间系统动态变化的能力,可以弥补GIS技术在实际应用中的缺陷,是目前研究和模拟土地利用变化的主流模型。本文采取了文献分析、数理统计、GIS分析等方法,结合Geo SOS软件和ANN-CA模型构建土地利用变化模型,并以盘锦市兴隆台区作为实例进行土地利用变化的模拟。基于研究的需要,通过解译2014年、2016年和2018年三期遥感影像,获取盘锦市兴隆台区的土地利用现状数据,分析了盘锦市兴隆台区土地利用变化情况及驱动因子。在此基础上,根据分析结果选定限制性约束因子。将研究区土地利用现状数据及驱动因子带入人工神经网络获取元胞自动机的转换规则,利用Geo SOS软件和ANN-CA模型对研究区2018年土地利用数据进行模拟分析,并与2018年现状进行对比,根据所得结果修正了参数组合,从而提高模型的准确性。使用优化后的模型对研究区2035年的土地利用情况进行模拟。本研究所得结果如下:(1)在城镇化建设中,盘锦市兴隆台区的土地利用类型也显著变化。此区域的建设用地占比例持续增加,而农林用地的占比减少;前者中农村宅基地和城镇建设用地两种地类之间也发生用地类型转换。(2)根据驱动因子相关性分析,距离因子、交通因子、河流因子、以及政策因子对土地利用变化影响较为明显;自然类要素如坡度、GDP等因子对土地利用变化影响相对不明显。(3)在模拟分析过程中引入了ANN-CA模型时,为选择出更适宜的参数,共设计了4种参数组合,对2018年盘锦市兴隆台区土地利用情况进行模拟分析,对比分析结果表明:在α=1t=0.9的参数组合下,各类用地变化的模拟精度比较高,模拟得出的用地变化情况也与2018年的实际用地情况十分贴近,通过模拟数据精度检验和Kappa系数验证,验证结果表明:模拟数据精度为88.76%,Kappa系数为81.23%,精度均大于75%。且用地变化情况也与2018年的实际用地情况十分贴近。(4)利用模拟训练得出的最佳参数组合,基于ANN-CA模型模拟2035年盘锦市兴隆台区土地利用分布情况。从土地利用变化数据中分析可知,2035年盘锦市兴隆台区城乡建设用地面积持续增多,建设用地主要的转化来源依旧是农用地和林地。并结合兴隆台区内划定的生态保护红线进行对比分析。通过对比可知,生态保护红线主要依托大辽河流域集中分布在兴隆台区的西南区域,而模拟出的2035年兴隆台区的用地变化集中在中心区域向东延伸,城市发展规模接近饱和状态。两者并未产生冲突。从土地利用空间布局分析,预测2035年盘锦市兴隆台区土地利用情况基本符合盘锦市兴隆台区城市总体规划提出的“一屏(西南部湿地生态屏障)多田(多片基本农田保护区)一核(兴隆台区中心城区)三点(新生、曙光、东郭三个街道的城镇集聚区)”的土地利用新格局,促进全区土地资源协调、高效和可持续利用。