绿洲城市是干旱区人类生产、生活的集聚中心和重要的经济增长极,系统研究其土地利用变化及优化配置对于实现干旱区土地可持续利用和经济可持续发展都具有重要的理论和现实意义。本研究以新疆典型绿洲城市奎屯市为例,通过对1993、2001、2009年三景TM/ETM+遥感影像的校正与解译判读,提取相关土地利用信息,并以此为基础,综合运用GIS空间分析、景观格局指数、模型建立、数理统计、对比分析等多种方法,从定量化的角度对奎屯市近16年(1993～2009年)的土地利用演变规律进行总结与预测,耦合相关自然社会经济数据研究其土地利用变化背后的驱动机制,并在此基础上应用多目标优化模型,提出其土地利用优化配置方案。主要研究结论：(1)土地利用时空演变的特征：总体上呈现出土地利用变化时空不均衡、城乡差异变化较大的特性；数量上,优势地类草地呈减少趋势,耕地和城乡工矿居民用地增加,林地2001～2009年增加显著,且有持续上升的趋势,水域和未利用地变化幅度相对较小,但均呈现出减少的趋势；空间上,六大地类间发生较大程度的更替转换,东部市区以城乡工矿居民用地和林地增加为主要特征,而西部开干齐乡则主要体现在耕地和草地之间的更替；土地利用景观格局上,各地类的斑块面积比例均一化,形状由复杂趋向规整,整体景观呈现出景观破碎度增大、景观集聚度减少、景观多样性和异质性增强的特征。(2)自然以及人为因素中的经济技术因子、政策制度因子作为主导因素,直接牵制着奎屯市土地利用的变化。在这些主导因素的综合驱动下,奎屯市的经济产值、产业结构、土地投入产出等相应地发生变化,而这些变化直接或间接地导致研究区域的土地质量、土地利用数量、土地利用结构及土地利用程度的变化,从而促发研究区整个土地利用格局的演变。(3)将土地资源价值核算的研究成果引入多目标规划模型,构建适宜研究区的多目标优化模型,克服了多目标线性规划法中目标函数和评价指标值范围难确定的缺陷。优化结果表明,该多目标优化模型的结果保障了研究区经济发展的用地需求,满足了其社会稳定和社会保障所需的土地,改善了研究区较为脆弱的生态环境,使研究区土地利用综合效益得到明显提升,优化结果达到预期目标。为保障优化配置结果的实现,因地制宜地提出相配套的三种土地利用模式：生态经济型农用地利用模式、集约低碳型土地利用模式和生态保育型土地利用模式。