城市空间形态是城市空间演变的重要表现形式之一,城市空间形态演变在不同空间尺度上对城市功能空间分布、空间扩展及外部形态演变具有不同的影响,因此对城市空间形态演变进行研究,具有重要的意义。本文以郑州市为研究对象,以多时相遥感影像、历届城市用地规划图、郑州市统计年鉴为基本数据,运用空间分析、数学统计及多种定量分析方法,选取城市内部功能用地和城市整体形态演变两个尺度对城市空间形态进行定性和定量研究,分析郑州市城市空间形态演变的规律、特征与机制。定性研究方面,分别对城市空间功能用地的空间分异、圈层结构进行研究,总结郑州市主要功能用地的空间格局及演变规律。定量研究方面,通过对城市空间结构相关指数计算,讨论郑州市城市外部空间扩展及外部结构演变,并总结城市扩张的模式及特征。最后,结合城市统计数据探讨城市空间演变影响因素及作用机制。研究结果表明:(1)郑州市城市扩张过程中,城市功能用地空间结构及外部形态结构变化剧烈,城市质心不断向东移动。其中,工业用地和仓储用地逐渐向城市外侧边缘地带集中,趋于均衡分布,商业用地逐渐集中在城市中心区域,市政设施用地和居住用地除大学城、高新区呈连片集中分布外均逐渐呈相对均匀分布;从整体上可认为郑州市以二七广场为中心,向四周以近似同心圆的方式辐射扩张,其中东南方向扩张速度相对较快,陇海铁路和京广铁路内侧受交通因素影响,扩张速度相对缓慢,但城市扩张总体上具有一定的趋圆性;(2)郑州在城市扩张演变过程中,城市质心不断向东移动。整个研究时间段内,1995-2000年,城市向外扩张和内部填充同时发展,两者相对均衡;2000-2005年,城市主要以外部扩张为主;2005-2016年,城市主要以向外扩张为主,内部填充为辅。(3)形成上述扩张演变规律的原因,除受城市高等院校在校生人数、房地产投资总额、城市人口和商品房销售总额等主要驱动力影响外,还受到郑州市相关的自然、交通、经济、人口和政府调控等因素的共同作用。