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城市群已成为中国经济发展格局中最具活力的区域。城市群在高密度集聚、高速度成长和高强度运转的同时，已造成高风险的空间蔓延、空间资源低效利用、资源短缺等问题。因此，准确获取城市群城镇空间扩展信息，并揭示空间扩展的影响因素及其作用机理，对指导城市群地区空间资源整合、经济一体化与社会经济可持续发展具有重要的理论与实践意义。本文以“两型”社会试验区——武汉城市群为案例，从过程-格局-驱动力的研究视角出发，以Landsat影像为数据源，借助遥感和GIS技术获取了4个时相（1980年、1990年、2000年和2010年）的城镇用地信息，采用定量与定性相结合的手段分析了城镇用地扩展的时空格局、过程、模式及其驱动力。主要结论为:
(1)目前尚未建立城市群空间扩展的总体研究框架，空间扩展模式的一般性规律总结不够，空间扩展的驱动因子与机理分析缺乏全面性、动态性与系统性;研究手段定性分析较多，定量研究较少，实证研究较多，规律总结较少;研究尺度上，多关注单一城市等中小尺度，对城市-区域等宏观尺度关注不够;研究对象上，多关注经济发达地区的“热点城市”，对城市群的关注较少，尤其是中西部地区的城镇群体有待加强。
(2)改革开放以来，武汉城市群地区城镇空间迅速增长，城镇用地由1980年的203.66km2增长到2010年的1370.07km2，空间分布具有较强的集中性和区域不均衡性。三个阶段(1980～1990年、1990～2000年、2000～2010年)的城镇扩展强度指数依次为0.0732、0.0289和0.0993，城镇空间扩展呈现显著的阶段性与波动性特征。城镇用地扩展格局具有明显的空间集中性，主要呈现为以武汉为扩展中心的圈层状形态、沿武汉三环与京广线等交通干道的轴带分布形态，不同阶段的扩展格局各具特质。城镇空间扩展过程呈现“一核四带”、“一核一带”和“三核六带”的空间扩展轨迹，与经济发展的阶段性具有明显的耦合关系。
(3)武汉城市群不同发展阶段的空间扩展模式呈现差异化特征。1980～1990年，多点“开花”式均匀扩展模式:城镇空间以飞地式扩展为主，扩展形态呈现“均一化”与“面域状”，总体表现为“小集聚、大分散”的扩展特征。1990～2000年，散点“离心”式缓慢扩展模式:城镇空间以边缘式扩展为主，扩展形态呈现以中心城市的孤立扩展为主，城镇增长空间相互分离，扩展较为缓慢。2000～2010年，集聚“首位”式快速扩展模式:城镇空间以边缘式扩展为主，核心—外围空间结构差别显著，扩展过程逐渐向“首位式”、“集中化”演进，武汉市中心性显著增强。
(4)城市群空间扩展的影响因素与作用机制具有相互影响、相互作用。从内部机制来看，主要包括六个方面:地理区位与自然本底条件是城镇用地扩展的基础条件、交通格局与区域通达性对城镇空间扩展具有重要支撑作用、人口增长与人口城镇化是城镇用地扩展的原生动力、工业化与经济增长是城镇空间扩展的根本性因素、产业结构演进与产业集聚是城镇空间扩展的直接动力、城乡规划与区域政策与是空间扩展的控制阀;从外部机制来看，经济全球化与信息化是城镇用地扩展的外部助推力。城市群空间扩展是自然生长力、外部驱动力与政府调控力等三种基本动力的作用结果，驱使城市群不断发育完善、由空间无序向空间有序不断演化。
(5)交通基础设施是社会经济发展（城镇扩展、人口、产业集聚）的重要支撑条件。武汉城市群可达性条件逐步改善，交通优势度突出，呈现由中心向外围衰减的“圈层状”空间格局。区域可达性、交通优势度与城镇用地分布、城镇空间扩展格局具有显著的耦合关系。可达性优越、交通优势度高的地区，社会经济水平高，城镇用地比重大，城镇空间扩展较为强烈，主要分布在城市群中部和西部的平原区;可达性差、交通优势度低的地区，社会经济水平滞后，城镇用地比重小，城镇空间扩展缓慢，主要分布在桐柏-大别山脉与幕阜山脉的低山丘陵区。