随着城镇化水平的提高,城镇土地的开发利用方式会直接影响城市经济的增长与其规模的进一步扩大,也对城市的可持续发展产生较大影响,正因为此,城市扩张程度被视为反映城市空间演变的一项重要指标。本研究以鄂尔多斯中心城区为研究区域,通过准确获取其城镇用地扩张信息,预测扩张趋势,对指导城市规划、优化城市空间结构具有重要的意义。首先解译2000、2005、2010和2015年遥感影像,将土地根据利用类型进行分类,构建数学模型来计算动态度指数、转移矩阵等来分析中心城区土地利用情况;引入面积指数、扩张强度指数,定量描述2000-2015年间中心城区组团式结构的城镇用地在数量上的时序变化特征;引入分维度指数、紧凑度指数,并用图层叠加结合视觉区分的方法识别城镇用地的扩张模式,从而分析中心城区组团式结构的城镇用地在形态上的时序变化特征;结合《鄂尔多斯市土地利用总体规划(2006-2020年)》,设置中心城区用地扩张的情景方案,应用SLEUTH模型对其开展城市空间扩张的长时间序列的模拟预测;最后,根据研究结果分析中心城区组团式结构的城镇用地扩张存在的问题,并提出针对性建议。结果表明:(1)城市化水平快速提高的背景下,鄂尔多斯中心城区土地利用结构演变方式主要为“林地—裸地—草地”,在整个研究期间,土地利用方式动态变化较快。鄂尔多斯中心城区土地利用水平低、利用结构不合理,裸地所占比例较大,虽与其他用地类型转换频繁,但所占比例始终最大;在整个研究期间,该区域的土地利用变化较大,土地利用动态度在48%-56%之间,由此可见区域土地利用受人类活动影响显著,造成的土地浪费、土地利用水平低下等问题突出。(2)城市扩张是一个长期而复杂的演变过程,是经济与人口、自然与交通、规划与政策等诸多因素综合作用和博弈的结果。本文研究了鄂尔多斯中心城区组团式结构的城镇用地扩张变化特征,从扩张程度上来看,2000-2015年,中心城区组团式结构的城镇用地面积持续增加,各组团片区的增加程度不同,东胜片区的规模是主要增长对象。根据扩张强度指数,中心城区的城镇用地扩张可分为三个阶段:1)城市扩张强度适中的平稳扩张阶段(2000-2005);2)城市扩张强度较大的快速急剧扩张阶段(2005-2010);3)城市扩张强度小的低速扩张阶段(2010-2015)。(3)2000-2015年鄂尔多斯中心城区组团式结构的城镇用地形态变化表现为:各组团片区的分维度指数逐渐上升,紧凑度指数则逐渐下降。以2005年为临界点,2005年以前,东胜片区扩张模式较为单一,呈现出明显的外延式扩张模式,城市形态比较规则但稳定性较差,城市轮廓较为紧凑;康阿片区城市形态表现为规则且不稳定,城市轮廓偏向松散。2005年以后,东胜片区扩张模式呈现多元化,以星状蔓延式扩张为主、内部填充式为辅;康阿片区呈现团状式增长,与东胜片区对接的趋势明显;同时,两大极核周边的东胜拓展组团、装备制造基地组团、康阿物流产业组团,成为了新的增长区域,但扩张模式较为单一,以星状蔓延式为主,城市形态不规则,城市轮廓分散。(4)利用SLEUTH模型可以较好地模拟预测未来15年鄂尔多斯市中心城区组团式结构的城镇用地扩张趋势。研究表明,该区域在未来15年扩张规律主要为沿中心城市的边界和沿道路两侧新增建设用地的自发增长模式。从预测结果来看,未来15年内,中心城区组团式结构的城镇用地面积增长幅度较小,且主要的增长区域在康阿片区。就扩张的趋势而言,中心城区的两个中心极核的用地规模扩张明显,辐射带动外围组团扩张的能力不断增大,欲形成空间对接的发展态势。产业组团区的发展态势较好,且与东胜片区、康阿片区联系紧密,可能会形成新的城市增长中心。(5)鄂尔多斯中心城区城镇化水平较高,但仍然存在明显的问题。第一,土地利用水平低下。中心城区组团式结构的城镇用地在扩张同时引发了区域内土地利用方式的转变,违背发展规律的无序扩张、新增建设用地布局散乱等现象较多。第二,三类产业用地结构不合理。中心城区的各组团用地类型依然以能源、化工、建材、冶金等第二产业为主,受到国内外产业环境和经济环境的冲击,导致产业用地的大批量闲置。第三,扩张模式粗放。中心城区基本形成了条带状及分散型组团空间扩张模式,南北一体化趋势明显,但东西外围组团的建设分布不均;各组团片区用地斑块聚集程度不高,扩张方式多为分散型的城市化扩张模式。第四,各组团片区空间联系松散。东胜、康阿两大核心片区空间联系不紧密,各组团片区出现低水平重复建设和无序竞争的现象,形成了中心城区两大核心片区各自独立发展并且与外围组团联系松散的局面。