随着科学范式的转向与模型论的兴起,利用复杂性模型研究城市空间形态及其结构特点已成为城市设计理论类研究的重要课题之一。在这种背景下,论文遵循从认识论到方法论,再到具体方法的技术路线,采用跨学科视角对城市空间复杂性问题展开研究,其研究目的在于为城市设计学科提供新视角、新思维与新方法,为城市空间形态与功能结构的耦合研究与优化论证提供科学化、系统化的科学依据和参考。论文由空间本体出发,以复杂性科学视角对空间解析模型化方法的哲学与科学内涵进行阐述。同时,论文从模型观与方法论两个层面对西方现代最具代表性的城市空间复杂性解析理论及其模型的发展脉络与演进趋势进行分析,总结传统空间解析模型在思维范式、表征方法,以及建构机制方面的不足。在理论研究的基础之上,论文从耦合优化依据、耦合优化原理、耦合优化机制,以及耦合优化技术等四个方面,对既有空间解析模型进行优化。论文从栅格网络模型入手,通过相应的图示方法对城市空间形态特征及其内部空间结构进行精确表征,通过空间测度参量对不同类型空间样本拓扑形态与功能结构的耦合协调程度进行量化分析,初步建立了城市空间栅格网络解析模型的框架体系。通过对大连市域范围内不同类型街道空间样本的实证研究,论文验证了城市空间栅格网络解析模型对于真实环境下不同空间地段类型的识别性、通用性、有效性与可操作性。并在此基础上,以大连东港新区为例,探讨了如何将实证研究结果应用于实际案例研究之中,以及如何将该模型应用于更大尺度范围的整体性城市空间地段,并提出用于辅助城市设计与决策分析的空间优化策略。论文的研究结论表明,空间栅格网络耦合解析方法在城市空间形态研究与规划设计过程中具有巨大的应用潜力。通过这一技术方法,研究者和设计师可通过空间耦合度的特征描述参量认知城市文脉的空间内涵,对不同城市肌理进行比较,并对设计结果进行预测与评价,以此探讨与论证城市规划设计方案的优化措施。