城市形态和城镇体系都具有分形性质,但简单分形模型不能有效揭示城市系统的复杂结构特征及其背后的问题。多分形模型及分析方法是研究城市空间复杂性和描述城市异质性的有效手段。利用城镇建设用地和总建设用地的多分维谱分析,可以发现京津冀城镇体系及主要城市的空间演化问题。主要结果如下:(1)京津冀总建设用地的全局谱线不正常,代表中心区的谱线收敛过快,而代表边缘区和乡村地区的谱线收敛位置严重越界;(2)局部谱线单峰左偏,左(趋向中心区)高密、右(趋向边缘区)低疏,且右边数值越界;(3)多分维增长曲线服从二次logistic函数,但不同区域和城市的增长曲线的拐点位置不同。深入分析谱线特征及其异常根源,得出如下结论:(1)京津冀主要城市的中心区填充过密,没有太多缓冲空间,而边缘区无序扩展,需要通过规划进行优化;(2)京津冀城市生长以外延扩展模式为主,但河北省总建设用地有中心集聚迹象;(3)京津冀地区特别是主要城市用地接近饱和,土地扩展速度高峰已经过去,只有河北省部分区域例外。