如何实现土地资源的合理有效利用,实现土地的可持续发展,根本问题在于使土地结构朝着更合理更科学的方向发展。本论文探讨了西安市长安区的土地利用结构空间演变规律,并对未来土地布局进行了预测。本研究为提升长安区的土地利用效率,提高长安区土地资源的供给能力提供支持。本研究首先采用面向对象分类方法和人工目视解译相结合,对1990年、2000年、2009年三期遥感影像进行分类,获得土地利用类型图,然后以分形理论为基础,对土地利用结构进行了分形分析,最后应用Markov-CA模型对2020年的土地利用状况进行了预测。研究结果表明：(1)长安区土地利用空间结构符合分形规律,长安区1990-2009年土地利用的平均分维数大小依次为：建设用地>林地>草地>水域>耕地,建设用地的边界维数D平均值最大,说明建设用地的图斑形状最复杂,耕地边界维数是这几类用地中最小的。边界维数平均稳定性指数和分维数大小值相反,建设用地的稳定性最小,说明建设用地处于很不稳定状态。(2)应用马尔科夫元胞自动机模型对长安区2020年的土地利用进行模拟预测,验证了Markov-CA模型的可行性和实用性。(3)从三期影像的分类结果以及2020年的预测情况看,耕地的面积在不断的减少,建设用地的面积在不断的增加,从1990年到2020年,耕地的面积由占原来总面积的46.93%减少到34.09%,建设用地的面积由占原来总面积的4.16%增加到18.89%。随着长安区的发展,建设用地占用农用地将不断增加,农业用地不断减少,城市化进程将随着农业人口不断转化为非农业人口农业用地不断转化为非农业用地而不断加快。