城市化的时空变化及其与资源环境的关系是目前地理学研究的热点问题。研究各地区城市化发展水平的时空变化规律以及与资源环境的相互耦合作用关系,不仅对区域发展道路选择具有一定的理论指导意义,而且对于区域城市的可持续发展具有一定的实践意义。本文以陕西省为例,采用GIS、RS技术以及数理统计的方法,基于物理学中的熵理论和城市地理学中的分形理论,对陕西省1990-2009年城市化变化的时空分布规律和城镇规模体系进行了研究；选择西安市,采用1988年、1995年以及2010年的Landsat TM影像,对其城区边界的扩张进行了分析,找出了影响其扩张的驱动因素；采用灰色关联度模型和耦合协调度模型,对陕西省城市化与资源环境关系的时空变化的规律进行了深入探讨。通过研究,得出以下结论：(1)1990-2009年期间,陕西省城市化水平的综合得分不断提高,且人口、经济、社会和土地这4个子系统是推动陕西省城市化进程的主要因子。(2)从空间分布上来看,陕西省城市化水平的空间分布特征明显。西安市的城市化水平综合得分远高于陕西省的其他地市；从其城市化发展总体趋势来看,在2002年以前,关中地区的城市化发展水平最高,陕南和陕北的城市化发展水平较低,到2009年,由于延安和榆林依靠煤炭、天然气等资源优势,使其经济迅速发展,从而推动了城市化的发展,其城市化水平综合得分逐渐超过关中的个别城市。(3)通过对西安市1988年、1995年和2010年的TM影像进行分析,可以看出西安近20年的城市扩张主要集中在北部的未央区、南部的雁塔区和长安区,其中尤为向西南方向扩张突出。(4)从首位指数的计算中可以看去,在1995-2005年期间,陕西省的首位度指数大于正常的4城市指数和11城市指数数值1,大于正常的2城市指数2,说明这期间,陕西省的城镇体系属于典型首位分布城镇体系结构。到2009年,陕西省的2城市指数、4城市指数和11城市指数数值分别下降到2.22、0.936和0.934,首位城镇指数呈下降的态势,并且开始接近正常的范围。陕西省城市群空间关联维数D=1.4325,说明陕西省11个城市的空间分布是具有分形特征,且陕西省城镇体系的空间结构呈现为总体分散,局部有集中的特点。(5)城市化与资源环境的关系表现为城市化对资源环境的胁迫作用和资源环境对城市化的约束作用,陕西省城市化与资源环境系统各要素之间的灰色关联度及其资源环境与城市化系统的各要素之间的灰色关联度的结果都大于0.5,说明陕西省城市化水平与资源环境各要素之间及其资源环境与城市化各要素之间的联系紧密。通过对它们之间的灰色关联度分析表明,环境保护技术水平的有限、水电资源压力日益增大及其人力资源的压力是限制陕西省城市化的最主要因素,而城市公共基础建设、城市社会发展水平、城市土地类型的改变等方面反映城市化进程对资源环境的胁迫作用。(6)在1990-2009年期间,陕西省城市化与资源环境耦合度数值处于0.46-0.49之间,说明陕西省城市化与资源环境系统之间的关系以颉抗阶段为主；从其空间分布上看,在1997年期间,西安、铜川、宝鸡属于是高强度耦合作用的地区；到2002年,西安、铜川、宝鸡、渭南、延安、安康为高强度耦合作用地区；进入到2009年,西安、铜川、宝鸡、咸阳、延安、榆林和安康进入高强度耦合作用地区。(7)1990-2009年期间,耦合协调度数值在0.34-0.60之间波动,说明近20年以来陕西省城市化与资源环境系统的耦合协调度基本处于中低度协调水平；从空间上来看,陕西省城市化与资源环境的耦合发展的协调总体表现出关中地区高于陕北地区,陕北地区高于陕南地区的分布格局。本研究在以下几方面具有一定的创新：(1)构建了城市化水平与资源环境综合水平指数,在计算陕西省城市化发展水平时,采用熵值法这种客观的赋值方法,消除了人为主观因素的影响,不仅分析了陕西省城市化的时间变化规律,而且分析了陕西省各地市的空间变化规律,同时以省会西安为例,应用TM影像,分析了影响其城市扩张的因素。(2)在进行城市化及其与资源环境的定量关系研究时,相关研究多采用单一的数理统计方法,本研究采用了GIS、RS和多种数理统计相结合的方法,对二者关系进行了深入探讨,不仅考虑到其时间变化规律,同时也注意到了其空间变化规律。