大连市沙河口区、中山区、西岗区三区为大连市的中心城区,因此本文选用三区为研究区。运用三维紧凑度模型、城市空间增长率、城市空间三维扩展强度指数和48扇区分析法,探索2000年-2015年研究区城市空间三维扩展的时空演变特征,并通过地理探测器从人口驱动、经济驱动、地理驱动、基础设施驱动、生活水平驱动这五个方面来探测2000年到2015年研究区城市空间三维扩展强度的驱动因子。论文总结如下:(1)在测度分析方法上,创新了三维紧凑度指数模型,创新后的模型计算过程更加简便其结果更加精确;提出了城市空间三维增长率,从城市建筑体积和城市建筑数量两方面来定量测度城市空间三维建筑的增长情况,将城市空间三维的演变落实到每一个建筑上;对城市空间三维扩展强度指数重新定义,使之对城市空间管理、设计和规划更具现实意义;为了更详细的分析大连市城市空间三维形态演变的扩展差异与主导方向,根据研究对象的形态特点,在以往的等扇形分析法的基础上,提出了48扇区分析法进行分析,并且使用地理探测器对城市空间三维扩展的相关驱动因子进行探测。(2)在研究区时空演变分析中,三区的标准化紧凑度和城市空间三维扩展强都有明显的增加,三区的标准化三维紧凑度指数2000年为0.32,2015年为0.45,增加了0.13;空间三维扩展方向主要沿三区的NW和SE方向成对角线逐渐向外移,集中在外围城郊沿海区域;2000-2015年十五年间,研究区综合标准化紧凑度指数在各时间段都一直呈上升趋势,中间无波动期;研究区除去更新重建的建筑外总共增加1912栋,其中城市空间数量增长率最大的为N1方向的北京街道;2000年三区建筑体积为21838万立方米,到2015年建筑体积达27549万立方米,十五年增加了约5711万立方米,其中城市空间体积增长率增加最快的为NWW1、NW1方向的兴工街道和中山公园街道。(3)因子探测这十五年来各指标对城市空间三维扩展影响的程度排序为:绿地>GDP>坡度>餐饮设施>人口>交通设施;生态探测这进一步说明绿地、GDP、坡度对城市空间三维扩展影响最大,人口、餐饮设施影响较大,交通设施影响最小;交互探测得出影响因子两两之间均为增强关系,包括双因子增强和非线性增强,不存在独立及减弱的关系;风险探测可知各自变量有各自的适宜范围,其中,人口为35559-40213人,GDP为167-176万元,坡度为1.56%-2.67%,绿地为10.42-11.26平方千米,交通设施为249-396个,餐饮设施464-634家。