伴随着中国城市化进程的加快，由城市高速发展引发的一系列城市问题逐步显现，给城市发展带来了极大的困惑和挑战。对于资源型城镇来说，形势尤其严峻。产业结构单一、资源分布限制、政治文化作用等因素影响下的城市形态问题极大的限制了城市的发展。地处陕北能源富集区的神木县，地跨风沙和黄土高原丘陵沟壑两大地貌区，具有城市经济发展和地形地貌的双重特殊性。自上世纪八十年代以来由于煤炭资源的开发带动了经济快速发展，城市建设发生了翻天覆地的变化。城市用地扩展与河谷型地貌间的矛盾导致了城市功能混杂、生态环境恶化、交通堵塞等一系列城市问题的产生。2013年煤炭行业的波动更是给神木县发展带来了严峻的挑战，使人们开始对城市问题进行深刻的反思。本论题从能够深刻反映城市问题的神木县城市形态研究入手，借用分形理论和方法，对1986-2013年间的神木县城空间形态演变规律进行研究。在理论研究层面，通过分析国内外对城市形态和城市形态分形的相关研究，总结国内外研究特征和研究趋势，结合本文研究重点确定研究思路；在基础研究层面，分析总结研究对象区域特性以及在该特性影响下的城市空间形态特性，做为分形研究的工作基础；在研究方法层面，梳理城市空间形态分形的研究方法，针对城市空间和功能空间不同研究层面建立城市空间形态分形方法研究框架；在空间形态分形研究内容层面上，将城市空间形态分形研究分为外部和内部两个层次，结合GIS空间分析方法和城市形态分形分析方法，对外部空间形态的扩展阶段特征、演化的分形特征和内部功能用地的结构形态特征进行分形分析，归纳总结演变特征、演变机制和存在主要问题。在分析演变规律的基础之上，提出指导策略，结合城市形态相关理论知识和分形思想对城市形态发展提出具体优化方案。