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在全球化背景下，我国城镇化发展迅速，城镇化进程中出现的城市热岛、农用地减少、生态环境质量下降等问题日益突出。对城镇扩展的模拟和预测对于探究未来经济发展过程中城镇扩展态势及制定合理的城镇发展规划具有重要作用，也对城镇的可持续发展具有重要意义。 本研究以上海市大陆部分为研究区，首先对上海市2000-2015年城镇扩展时空变化特征和驱动力进行了分析;然后结合上海市城镇发展规划，探索了政府、开发商和农民智能体在城镇扩展过程中的行为偏好及其之间的交互作用，构建了基于多智能体的上海市城镇扩展模型;之后，基于Visual Studio2010开发平台和C#语言，利用ArcGIS Engine二次开发对模型进行了实现;最后利用优化的模型基于基本农田保护、经济发展和无政府调控3种不同情景对上海2020年、2030年和2050年城镇扩展进行了预测，为城镇发展规划提供了技术支持和建议。主要结论如下： (1)上海市城镇扩展时空变化特征:2000-2015年，上海市城镇用地扩展明显，共增加318.78km2，增加了41.59％，平均每年扩展2.77％。城镇扩展主要分布在主城区和卫星城镇的边缘，并沿着主要交通道路向外扩展。2005年之后，城镇扩展在西北、西、东、东南部扩展明显，主要分布在中心城区、中心城区周边地区及嘉青松虹地区。整体上，上海市城镇扩展表现为先围绕市中心先快速后慢速蔓延式扩展，然后稍快速的填充式扩展。在城镇扩展过程中，侵占耕地面积最多，为296.9km2，占侵占其他土地利用类型总面积的91.27％。侵占林地和草地的比例最少。 (2)上海市城镇扩展驱动力:上海市城镇扩展是自然环境、经济社会发展和政策规划共同作用的结果。其中，政策规划是影响城镇扩展方向的主要影响因素，可以对城镇的扩展进行引导和约束，对城镇扩展起到宏观调控的作用。社会经济发展是带动城镇扩展的直接驱动力，对城镇扩展具有积极的影响作用。但随着经济发展水平的逐渐提高，产业结构的调整，以及耕地资源、能源的限制，经济的发展和人口的增加对城镇用地的影响将逐渐减小。自然环境是影响城镇扩展的基本因素。由分析可知，地形、区位、水体、交通、教育及医疗条件对城镇扩展的影响较显著。其中，高程和到医院的距离对城镇扩展的影响的空间差异性较小，而到城镇、水体、国道、学校的距离对城镇扩展的影响的空间差异性较大，且到城镇的距离对城镇扩展的影响最强。 (3)多智能体城镇扩展模型验证及分情景预测:利用模型对2010年和2015年城镇扩展模拟结果进行了验证，点对点总体精度分别为0.983和0.966，转换精度分别为0.706和0.487，Kappa系数分别为0.944和0.897，整体精度都在0.89以上，与实际结果整体空间格局一致，有较强的可信度。对2020、2030和2050年基于不同情景下的城镇扩展情况的预测结果表明，政府智能体、开发商智能体和农民智能体在城镇扩展过程中都具有至关重要的作用，三者的有效结合才可以使城镇健康、有序、稳定地发展。因此，在城镇发展规划中，要充分发挥政府的宏观调控作用，适时地调整发展政策，在大力发展经济的同时，还要多多关注和参考农民的意愿和评价。