土地是人类生存和社会发展的物质基础也是人类财富的源泉，人类的一切活动都离不开土地资源。由于目前人口增长过快带动的城市化、工业化水平的提高，对土地的需求量也与日俱增，由此产生的人地矛盾、环境问题也日益凸出。土地利用结构优化是提高土利用率，实现土地资源可持续利用的有效途径。因此，如何合理的分配土地资源，调整土地利用结构对实现区域内土地资源的可持续发展既有重要的意义。　　本文选取吐鲁番市高昌区为研究区，对搜集到的2009-2013年的土地利用数据从土地利用现状、土地利用动态变化、土地利用程度变化、土地利用结构多样化等方面进行分析，总结出土地利用的特点，指出土地利用结构的变化规律，诊断出吐鲁番市高昌区土地利用中存在的问题；以2013年的土地利用数据为基期数据，将2020年设为目标数据年，运用灰色线性规划方法从三个方面(目标变量、约束条件、目标函数)构建土地利用结构优化模型，利用LINGO软件对目标函数进行求解，提出土地利用结构优化方案。最后针对吐鲁番市高昌区的实际情况，对吐鲁番市高昌区的土地利用结构和布局进行分析，提出实现土地利用结构及布局优化的相应的建议和措施。主要研究结论：（1）本文从土地利用现状、土地利用动态变化、土地利用程度变化、土地利用结构多样化等方面进行分析得出，土地利用结构多样化指数由2009的0.4175增加到0.4220，2009-2013年土地利用结构多样化性变化不明显，土地利用多样化程度略有点增加；高昌区土地利用处于发展阶段，但存在土地利用率低，园林地占农用地比例较小，农村居民点不集中，土地利用结构不合理等特点。（2）在对高昌区土地利用现状数据分析的基础上，利用GM(1,1)模型对高昌区总人口，城镇人口，粮食单产、农业产值等约束参数进行预测，结合高昌区土地利用的特点，选取了13个决策变量，设置了9个约束条件，以经济效益为目标，建立目标函数，利用lingo软件对目标函数进行求解，得出土地利用结构优化方案。从优化方案中可以看出，耕地、园地、林地、建设用地较现状面积有不同程度的增加，基本符合土地利用总体规划的要求，也与高昌区经济发展趋势一致，说明运用灰色线性模型得出的土地利用结构优化方案是可行的。（3）针对高昌区土地利用结构优化方案的实施提出相关的建议和措施。