通过构建土地利用模型模拟土地利用变化的过程、格局和机制是学术界和产业界关注的焦点问题之一。论文以济南市中区为研究对象，以土地利用、DEM、道路、人口和经济等为数据源，从时间、土地利用转移、景观格局等角度获取研究区土地利用变化信息，在自然发展情景模式下，采用RF-CA-Markov和LR-CA-Markov模型模拟土地利用演变过程和预测2025年空间分布格局。论文主要研究工作与结论如下：
　　(1)研究区2005年、2010年、2015年和2020年Landsat影像数据获取与进行辐射校正、投影以及裁剪等影像预处理，采用随机森林方法实现图像分类，获得被划分为建设用地、耕地、林地、水域以及其他用地等5种用地类型的多时相土地利用现状数据。
　　(2)基于时间、土地利用转移、景观格局等角度分析研究区2005-2020年间土地利用时空变化情况：①从时间角度可得研究区用地变化趋势为建设用地持续上升，其余用地类型变化均有波动变化，变化幅度较大。②选用土地利用转移矩阵计算得到各用地类型转入转出流向情况，土地利用结构变化较为明显，主要变化来自建设用地、耕地和林地。③景观个体和景观水平指数直接反映研究区土地利用状况。个体指数计算结果表明建设用地处于优势地位，空间集聚性不断增强，斑块破碎化程度降低同时与其余用地类型连接性加强；耕地用地占比呈现降低趋势，破碎化程度加深；林地、水域用地破碎化程度加大，空间连接性降低；其他用地类型在景观格局中斑块占有率降低；水平指数波动变化，整体而言，城市用地景观连续性减弱，破碎度和空间结构复杂程度增强，景观结构维持了较好的多样性，各斑块类型分布较为均匀。
　　(3)通过构建RF-CA-Markov模型模拟研究区2010-2015年、2015-2020年土地利用演变过程，得到2015年和2020年土地利用模拟图，与2015年、2020年现状图具有较高的一致性。为提高模拟结果的可靠性，选用LR-CA-Markov模型进行对比验证，实验表明RF-CA-Markov比LR-CA-Markov模型更适合用于未来用地格局预测，2020-2025年研究区的土地利用格局总体保持着2015-2020年发展趋势。