随着我国经济社会快速发展，工业化、城市化进程的加快，人地矛盾越来越紧张，尤其是建设用地的增长与保护耕地、保护生态环境的矛盾越来越突出。城乡建设用地是建设用地中主要组成部分，城乡建设用地的优化利用对缓解经济发展与土地资源约束矛盾具有重要意义。城乡建设用地的优化利用包括结构优化和布局优化，而土地利用结构和布局优化是土地利用总体规划核心内容之一。本文以鄂尔多斯市为例，采用定性与定量相结合的方法分析城乡建设用地利用现状和存在的问题，运用数学、统计学、规划学等的理论与方法，借助数学模型、GIS等实用工具，运用多目标线性规划模型对鄂尔多斯市城乡建设用地结构优化设置约束条件和目标函数，求解2020年最优的城乡建设用地结构。在结构优化基础上，对全市城乡建设用地布局进行分类优化，寻求鄂尔多斯市经济社会发展与城乡建设用地的最佳结构和布局，提出优化利用的对策和建议，以期取得良好的经济、社会、环境效益。本文首先通过对鄂尔多斯市2011年的城乡建设用地现状结构和布局进行分析，提出在城乡建设用地利用中存在的结构和布局不尽合理的问题。其次，将线性规划模型和多目标决策理论相结合，运用多目标规划模型，结合鄂尔多斯市实际，在综合考虑经济效益、社会效益和生态效益的基础上，对鄂尔多斯市2020年城乡建设用地结构进行优化，即通过建立约束条件和目标函数，得到2020年鄂尔多斯市城乡建设用地的合理结构。第三，在城乡建设用地结构优化基础上，结合鄂尔多斯市经济社会发展需求与资源实际状况，对城镇用地、工矿用地、农村居民点分类布局进行优化，寻求最佳的中心城区布局、最佳的城镇体系布局、最佳的工业园区布局和工矿用地布局，最佳的农村居民点布局，通过优化城乡建设用地空间布局，明确城乡建设用地优化利用的方向，为实现土地的节约集约利用提供依据。最后，在城乡建设用地结构和布局优化基础上，针对鄂尔多斯市城乡建设用地利用中存在的问题，从促进城乡建设用地节约集约利用，提高用地效率；强化规划管理，合理配置各类用地；推进城乡建设用地内部置换，优化空间布局；争取未利用地政策支持，拓展建设用地新空间；加强土地产权制度建设，保障农民权益五个方面提出了城乡建设用地优化利用的对策与建议。