城市作为人类活动、经济社会发展的核心地区，是自然、经济、社会复合的巨系统。在快速城镇化背景下，城市用地规模迅速扩展，大量侵占近郊的农用地，并由此引发出城市边缘土地利用率低、缺乏有效管理和控制等问题。因此，确定城市扩展边界，分析总结城市扩展边界特征、模式，认知城市扩展驱动力，对于科学编制规划、合理推进城镇化进程、统筹城乡发展空间、降低生态负担等具有重要的现实意义。遥感、空间统计学以及地理信息科学的发展和应用，为快速获得城市扩展边界信息，分析城市扩展边界的时空特征、驱动因素和发展趋势提供了高效而有力的手段。　　 论文以长沙市为研究区，以多时相遥感影像为数据源，利用GIS空间分析、空间统计方法提取长沙市城市扩展边界信息，分析城市扩展边界的时序演进过程、空间差异特征和驱动力的影响，探讨长沙市城市空间重点扩展方向。主要内容和结论包括：　　 (1)城市扩展边界信息提取与时空特征分析。遥感信息提取技术是获取城市扩展动态信息的一个重要手段。已有研究提取城市扩展边界信息时大都未考虑遥感影像混合像元问题。本研究将遥感影像中每个像元都看作高反照度地物、低反照度地物和植被的组合，运用线性光谱混合分析模型提取城市建设用地信息。在此基础上，将BG启发式分割算法引入遥感影像的空间分析，检测城市建设用地比率变化的突变点，识别城市扩展的模糊边界。通过叠加多时相城市扩展边界信息，分析城市扩展边界的时间演进特征与空间分异特征。论文总结长沙市城市扩展边界的时空特征，认为1949年以来长沙市城市扩展整体上呈现出非理性向理性发展的趋势，城市扩展模式不断变化，由1949-1993年的准圈层状、轴线状为主的连续扩展形态向1993-2007年的斑块状与组团状为主的非连续扩展形态转变。　　 (2)影响城市扩展边界特征的驱动力探讨。城市的扩展具有阶段性、复杂性等特征，不同阶段各因素的主导作用机制和方向的差异造成了城市扩展强度、方向和空间结构上的不同特征。研究采用定性与定量相结合的方式，分别从自然地理环境、经济发展、人口增长、交通建设牵引、规划引导、区划调整等方面对影响长沙市城市扩展边界时空特征的驱动力进行了研究。结果表明，长沙市城市扩展在1949-1979年间受产业结构调整和区划调整影响最为明显；改革开放以来，尤其是1990年代以后，城市规模的扩大受经济发展、交通建设牵引最为显著，城市扩展的空间形态则受规划因素驱动为多。　　 (3)城市空间重点扩展方向预测。城市扩展虽是一个长期而复杂的过程，但其边界的变化与城市驱动因素之间总会呈现一定的规律，研究通过挖掘城市历史边界的扩展规律，探讨了长沙市城市扩展边界的发展趋势。首先，选择在较短的时间维度上对城市扩展边界变化影响较大的驱动因子，如GDP、非农人口、工业总产值、城市规划状况等；然后，构建以城市扩展边界长度为自变量、以城市扩展驱动因子量化数据为因变量的多元线性回归模型，预测各方向2020年长沙市城市扩展边界坐标点；最后，参考行政界线、地貌型态和交通主干线走向，划定2020年长沙市城市扩展边界。2020年，长沙市中心城市将突破现有市辖区的行政边界，重点向西、向西南和向东三个方向扩展。　　 综上，论文以长沙市中心城市为研究区，对城市扩展边界的信息提取、特征分析和趋势预测进行了研究。研究基于历史年份城市扩展边界信息，分析长沙市城市扩展边界的时空特征，总结长沙市城市扩展模式的演变和驱动力关联影响，预测长沙市城市空间扩展主导方向和外部形态，以期为规划编制等实践提供参考。