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进入21世纪后,人类社会发展与土地资源日益减少之间的矛盾更加突出,如何解决土地有效利用,合理规划土地资源成为当下研究的热点问题。首先,以三峡库区为研究区域,以该区域2000年及2010年两期土地利用数据及选取的10个驱动因子作为源数据,构建了基于CART-CA的土地利用动态变化模型;接着,设置了5种不同分辨率数据进行模拟实验来寻找最佳模拟尺度,并对尺度转换问题进行了评价和分析。在得出最佳模拟尺度为300×300m之后,为了探究最佳模拟尺度与何种因素有关,对地类的分类均衡性与多尺度进行了分析。DYNA-CLUE模型和Logistic-CA模型被用来在最佳模拟尺度和CART-CA模型进行对比实验,来检验模型的效果。最后,设计了不同的未来发展情景来预测2020年三峡库区的土地利用变化情况,并采用人为干扰指数和生态风险指数两个指标分析其生态效应,为未来三峡库区用地开发方向提供建议。主要研究内容及结论如下:1.选取了5种不同的模拟尺度,利用ROC曲线获取研究区域的最佳模拟尺度,得到的最佳模拟尺度为300×300m。在5种尺度下用CART-CA模型进行了模拟,结果表明在300×300m尺度上的模拟效果最好。2.设置了5种不同邻域窗口大小进行模拟实验,发现模拟精度受邻域窗口的影响较大,得出三峡库区土地利用变化模拟的最优邻域窗口为3×3。同时发现高程和坡度这两个驱动因子对土地利用类型的影响最大。在减少计算量、数据量及模型训练成本并保证模拟效果,选择前5个影响度大的驱动因子进行模拟是比较合理的。3.在不同尺度下,将CART-CA模型与DYNA-CLUE模型和Logistic-CA模型进行了对比试验。结果显示,本文所构建的CART-CA模型较Logistic-CA模型在200×200m、300×300m、500×500m、800×800m、1000×1000m尺度下总体Kappa分别高出2.3%、1.9%、1.9%、1.8%、2%,较DYNA-CLUE模型在上述尺度下总体Kappa分别高出1.6%、1.1%、1.2%、0.9%、1.6%,表明CART-CA模型较另外两种模型在模拟效果上有一定的优势。4.地类的分类均衡性与多尺度进行了分析,共进行了5种尺度下、4种分类方案的实验,结果表明均衡度和评价值之间存在相反的关系,即均衡度上升,评价值反而下降。5.本文以2010年为基期年,在不同的发展情景下分别对三峡库区2020的用地变化进行模拟预测。从惯性发展情景下的预测结果来看,土地利用变化的方向和2000年到2010年是基本一致的,通过土地利用结构信息熵的分析,三峡库区在2000年-2020年二十年间的土地利用结构呈现越来越稳定的趋势。