城市土地是城市社会经济发展的载体，城市土地利用优化配置是城市规划、土地利用规划以及城市可持续发展等领域研究的重点与核心问题。随着我国的城市化进程加快，在城镇工矿用地需求量愈来愈大的同时，我国城市土地利用将面临着越来越大的空间和环境压力，人口资源环境矛盾日益尖锐。然而不少地方土地供应紧缺和浪费土地资源的问题并存，城市地区土地资源的粗放利用方式仍未得到有效改观，环境污染比较严重。为此，住建部要求各地区客观分析发展的资源条件和制约因素，在研究城市土地综合承载能力基础上进行城市总体规划修编工作。开展基于土地综合承载力的城市土地利用优化配置研究具有十分重要的意义，是促进土地资源的节约和集约利用，提高城市土地利用效率，实现土地可持续利用重要手段。　　 长期以来，传统的土地优化配置研究主要关注土地利用数量结构的优化，而忽略了土地利用空间布局优化。如何构建适合于城市地区土地利用空间优化的方法体系，集成空间信息技术、数学方法和相关辅助决策方法，制定既科学又具可操作性的土地利用配置方案，使得规划真正得到贯彻实施，是当前土地利用空间优化配置迫切需要研究和解决的关键问题。近年来，国内外学者开展了一些土地综合承载力和土地利用优化配置的理论和方法研究，但仍有待进一步改进和完善。　　 针对目前大部分相关研究存在的不足，本论文围绕土地利用优化配置这一核心问题，将土地综合承载力和土地利用优化配置有机结合起来，构建基于土地综合承载力的城市土地利用优化配置模型框架体系，从城市规划与土地利用决策需求的角度建立基于知识的土地利用空间决策支持系统框架，重点开展基于微观层面的土地综合承载力空间分异研究，并集成多智能体与多目标微粒群优化算法构建土地利用优化配置模型，将其运用于武汉市土地利用优化配置，促进武汉市经济、社会与生态和谐发展，为城市规划、土地利用规划及区域可持续发展提供科学依据。最后是全文的结论和研究展望，集中阐明了本文的研究结论以及存在的不足，对后续进一步的深入研究提出展望。　　 本论文研究的主要内容和取得的主要成果如下:　　 (1)集成多智能体和多目标微粒群优化算法，构建了城市土地利用优化配置模型。　　 针对单一的微粒群优化算法在其运用对象和范畴上存在的局限，本文将多智能体系统、多目标微粒群优化算法和土地利用优化配置结合起来，重点考虑最大化土地利用适宜性、最大化空间协调度、最大化空间紧凑性和最小化土地开发费用等目标函数，集成多智能体和多目标微粒群优化算法构建了城市土地利用优化配置模型，大大增强智能体的空间搜索和适应能力，从而获得更优的解决方案。通过分析规划中主要的三类智能体行为、决策过程以及与周围环境的相互作用，建立了政府智能体、居民智能体和企业智能体决策行为规则，并借鉴多种群微粒群优化算法的思想，除政府智能体外将所有的智能体分成居民智能体、商业企业智能体和工业企业智能体三个种群，每个种群只包含同一种类型的智能体，这些智能体在解空间中进行独立搜索，并提出智能体之间的合作和竞争机制。采用Visual Studio 2005开发工具和C#语言进行Arcgis二次开发，实现了集成多智能体和微粒群优化算法的城市土地利用优化配置模型。通过Agent之间不断的合作和竞争操作，直到满足迭代终止条件时，输出程序最优解，并将最优解所对应的土地利用类型作为城市土地利用空间优化配置结果。　　 (2)构建了基于土地综合承载力的城市土地利用优化配置模型框架体系，并建立了基于知识的土地利用空间决策支持系统框架。　　 针对目前大部分相关研究缺乏统一的技术方法体系以及国内全面的土地利用空间决策支持系统研究仍不完善且大多数系统缺乏解决空间问题的决策支持能力的不足，本论文通过系统分析土地综合承载力与区域可持续发展的关系，重点探讨如何将土地综合承载力和土地利用优化配置的基本问题有效结合起来，通过系统剖析土地综合承载力与土地利用优化配置之间的相互作用机理，构建了基于土地综合承载力的城市土地利用优化配置模型框架体系，并从城市规划与土地利用决策需求的角度建立基于知识的土地利用空间决策支持系统框架。　　 (3)构建了基于微观层面的城市土地综合承载力评价方法体系。　　 针对目前土地综合承载力研究结果仅局限于说明问题这个层面，与土地利用规划、土地资源优化配置的需求衔接不够的问题，构建了一套基于微观层面的城市土地综合承载力评价方法体系，充分认识到土地综合承载力的内涵不应局限于区域最大人口规模测算，更应侧重于资源对经济社会发展支撑度或保障程度的评价。　　 在分析城市土地综合承载力与一般区域土地综合承载力的差异以及土地综合承载力与区域可持续发展的关系的基础上，重点分析影响城市土地综合承载力的“先天性”和“后天性”因素，归纳总结了不同类型建设用地与土地综合承载力影响因素之间的兼容性差异，构建基于“支撑力-压力-调控力”的城市土地综合承载力评价指标体系，通过构建土地综合承载力指数模型计算城市不同评价单元的综合承载力指数，并根据评价结果，进行承载力类型分区，识别可调控与不可调控因素，确定高承载类型区、中承载类型区、调控加强类型区和不可调控类型区，并提出各类型区的城市建设指导建议。　　 (4)开展了武汉市土地综合承载力评价。　　 本文以全国资源节约型和环境友好型社会建设试点地区——武汉市为例开展实证研究，以城市土地可持续利用为核心目标，通过详细分析影响武汉市土地综合承载力的资源环境因素以及影响因素的赋存状况，构建了武汉市土地综合承载力评价指标体系，并利用土地综合承载力指数模型计算每个评价单元的土地综合承载力分值，结合不同用地类型与资源环境要素的兼容性差异，分类型得出不同用地类型的土地综合承载力阈值，最后得到武汉市商住用地和工业用地土地综合承载力评价结果。　　 评价结果显示，武汉市商住用地土地综合承载力高承载类型区分布较广，主要分布在武汉市的中心城区，交通发达，距离公共、市政公用设施较近，能够承载较高的人类社会经济活动。已建区重点以建设用地内部调整、功能优化为主，进一步提高土地集约节约水平，未建区则可作为城镇重点开发地区，城市扩张需要优先考虑这些区域;中承载类型区分布较为分散，主要分布在武汉市中心城区的周围，大多数地区总体资源环境条件基础良好，但由于城市基础设施建设有待进一步加强，可作为城镇开发的次重点地区。此外，对于武钢、江岸堤角等中承载类型区还需要重视加强调控资源环境要素;低承载类型区主要分布在城市的边远地区，主要分布在硚口古田和研究区东南角等地。武汉市工业用地土地综合承载力空间分布与武汉市商住用地相似，只是由于工业用地承载阈值较商住用地低，所以豹澥、硚口古田以及洪山白沙洲工业园等商住用地低承载类型区可用来作为工业用地。此外还以商住用地为例，对低承载类型区进一步划分出城市基础设施建设区和大气环境改善区，将承载力提升措施空间化。同时将土地综合承载力空间分布与武汉市城市总体规划空间发展方向进行比较，识别空间发展方向与承载力水平不协调的区域，以豹澥新城为例，提出重点加强城市基础设施建设以提升该地区的承载力。　　 (5)将构建的城市土地利用优化配置模型应用于武汉市土地利用优化配置。　　 在分析政府的城市建设用地布局原则，包括市域建设限制分区原则和未来市域商业、工业中心布局的基础上，集成多智能体和多目标微粒群优化算法，构建了武汉市土地利用优化配置模型。详细阐述了模型的初始解的产生、智能体结构与决策参数的确定以及适应度函数中各参数的确定，并采用Visual Studio2005开发工具和C#语言进行Arcgis二次开发，实现了武汉市土地利用优化配置模型，最后得出武汉市2020年土地利用空间优化配置结果。结果显示，优化后原来的部分零散的建设用地得到了很好的配置，较初始的土地利用空间布局更为紧凑，总体满足土地利用规模化、集约化的用地要求，同时，将优化后的结果与城市规划进行比较分析，二者在土地利用空间布局方向上大体一致，说明研究结果比较符合实际情况，具有较强的科学性和合理性。并根据优化结果，提出2010-2020年武汉市城市土地利用空间布局的趋势和特征:　　 ①武汉市将以长江、汉江、内环、三环和外环线构成城市建设用地布局的基本框架，逐步形成以主城区为核心、新城为重点，辐射周边新城组团的多层次、网络状城镇体系结构。武汉市主城区以三环线为基本范围，东湖高新技术开发区、沌口经济技术开发区、北湖新城、豹澥新城、青菱黄家湖组团、薛峰组团和黄金口组团的发展成为新的跳跃式发展的动力。同时交通道路在城市建设用地增长中扮演着重要的角色。交通道路建设使得城市土地利用智能体的行为空间进一步扩展，武汉三环线、快速道路、轻轨交通线和正在建设的地铁线将连接武汉的居住区、商业区、交通枢纽和城市新区，在交通枢纽、环线公路的节点出口以及轨道车站周围，将促使更多生长核心形成，从而有利于形成多核心组团的都市形态。与此同时，城市空间的扩展将从渐进式的轴向推进—填充发展为主，演变为跳跃式的分散发展为主。　　 ②商业用地将更加集中，逐步形成辐射中部地区的中心商业区和金融中心，主要分布在中央活动区和四新、鲁巷、杨春湖三个城市副中心内。具体包括汉口中山大道、解放大道、建设大道、江汉路、武昌中南-中北路轴线，以及汉口王家墩、汉正街、武汉天地，汉阳钟家村、王家湾，武昌滨江活动区、司门口、武珞路、徐东以及四新、鲁巷、杨春湖等地区。在青山、后湖、南湖、沌口等大型综合组团、交通枢纽地段零星分布有商业用地。　　 ③居住用地主要分布在中央活动区以及黄浦、二七、后湖、塔子湖、古田、十升、四新、白沙、南湖、珞喻、关山、杨园、青山等13个综合组团，形成一大批集中成片规模化建设的住宅区。在生态环境和自然风景优美的邻湖、邻水和邻林区也将会有部分土地用于城市居住区建设。　　 ④工业用地将更加集中，主要分布在“3大3中4小”共10个工业区，其中包括青山、沌口和关山等3个大型工业区，北湖、黄金口、汉正街都市工业园等3个中型工业区，以及白沙洲、堤角、豹澥、薛峰等4个小型工业区。同时仓储用地主要分布在青山、北湖2个大型现代化仓储区。　　 通过上述的研究分析表明，集成多智能体和多目标微粒群优化算法，构建的城市土地利用优化配置模型能够较好地反映微观上土地的承载能力和土地利用主体的主观能动性，使得优化空间布局更接近实际情况，体现了很好的先进性，对规划前瞻性、科学性提高具有较大的发展潜力。