对国土空间演化过程进行精确模拟,并对各功能空间的规模与空间分布进行合理配置是国土空间规划研究的核心内容。城市群是我国国土空间集约利用的核心区,也是国土空间利用质量提升的重点区,但同时又是国土空间利用粗放、集约利用效率低下、生产空间、生活空间和生态空间失调等的问题区。因此研究城市群地区国土空间演化模拟模型与优化配置方法,对提高国土空间利用质量,促进社会、经济与生态效益的协调统一,实现可持续发展具有重要的战略意义。本文以淮海经济区核心城市群为研究对象,综合利用遥感影像、地理信息、社会经济统计资料等多种数据,采用人工智能、数理统计、社会调查、对比分析等方法,对该城市群的三生空间分布格局、时空演化特征、主导因素及作用机理进行了深入分析,模拟了该城市群三生空间动态演化过程与未来发展趋势,指出了该地区当前三生空间发展存在的主要问题及解决措施,制定了以三生空间协调发展为目标的国土空间优化配置方案及实现途径。论文的主要研究结论如下:1.基于遥感数据和开发的三生功能识别模型分析表明,1979—2019年间淮海经济区核心城市群的三生功能空间发生了显著变化,主要表现为生活空间的迅猛扩张和生态空间的急剧下降。空间分布上,生活空间的扩张模式以跳跃式为主,各功能空间的斑块数量骤增、分布零散、形态多样,地区景观一致性指数持续下降。空间协调方面,生活与生态空间的耦合协调度最低,仍处于基本协调水平,主要地区在连云港市的灌云县和灌南县。生产与生活空间以及生产与生态空间的协调发展主要问题地区在济宁和枣庄北部以及宿迁市南部的骆马湖附近。2.基于开发的人口空间分布模型分析表明,十多年来,淮海经济区核心城市群的户籍人口数量整体呈快速增长态势,年均人口增长达44.45万人,其中2009—2010年增长速度最快,达110万人。但地区人口空间分布不均衡,极化效应明显,如徐州市鼓楼区和云泉区的人口密度达每平方公里8500人以上,而宿迁市的泗洪县和泗阳县人口密度仅为每平方公里1500人。模拟实验显示,公共设施对城市人口的空间分布具有重要影响,且不同设施对人口具有不同的吸引力,其中交通设施比学校、医院、商业中心等其它设施,具有更强的城市人口吸引力。3.利用所建的基于宏观与微观因子联合决策的三生空间动态演化模型分析表明,微观因素比宏观因素对生活和生产空间的演化影响更大,而宏观因素比微观因素对生态空间的演化影响更大。随着社会经济的发展和科学技术的进步,人们对生产和生活空间的改造能力正不断提升,农民、企业家、城市居民等微观因素对生产和生活空间演化的影响越来越大。随着人们对生态环境的保护意识不断增强,生态空间演化中的人为干扰正在变少,其演化主要由地理位置、自然条件等宏观因素决定。4.运用所提的基于非支配排序遗传算法与多智能体系统相结合的三生空间优化配置方法,对淮海经济区核心城市群未来三生空间发展状况进行模拟实验的结果显示,若按现状发展,到2030年该地区将有大量的生产和生态空间被转换成为生活空间,地区可持续发展能力提升缓慢。若以三生空间协调发展为目标,可有效提高该地区的可持续发展能力。实现途径包括充分发挥中心城市徐州市的引领与辐射作用,带动区域经济高质量发展;重点打造连云港市和商丘市两个产业增长极,使区域产业形成组团式、集群式发展;积极构建“济宁—枣庄—徐州—宿迁”生态轴、“商丘—徐州—连云港”产业轴、“淮北—宿州—宿迁”生活轴。通过以点连线、以线带面,实现该地区社会经济和生态环境可持续发展。