我国城市化的进程加快,使得城市用地需求增加,城市土地利用中的矛盾日趋紧张。因此,必须有合理的城市土地利用方案来对城市规划进行引导。针对城市土地利用具有控制因素复杂、关键特征值提取困难等特点,本文提出了一种基于细胞自动机和GIS系统相结合的新型复合预测方法,对城市土地利用进行了仿真和预测,主要工作如下:第一,在对经典细胞自动机理论进行分析的基础上,针对城市系统的特点进行了扩展与改进,使之与GIS系统有机融合,利用ArcGIS软件中功能对所需数据进行编程处理,并结合BP神经网络对城市土地利用规律进行提取,然后将所得规律作为细胞自动机的转换规则进行仿真预测,所得结果再通过GIS进行可视化输出,从而构建了城市细胞自动机来研究城市土地利用变化。第二,建立了无锡细胞自动机,利用无锡1991、1998、2001、2008、2010年的遥感地图及其他社会经济数据,以1991年各数据为输入,2010年数据为导师训练得出无锡城市土地利用变化规律,运行无锡细胞自动机模拟得出了1998、2001、2008和2010年的土地利用状况图,结果表明该仿真方法的Lee-Sallee形状指数分别为0.683,0.604,0.595和0.586,达到了较好的模拟效果,并在此基础上预测了2012年无锡的城市土地利用变化状态。第三,对得出的无锡城市土地利用变化仿真图进行了评价,根据大量数据从自然、经济、政策、交通等方面分析无锡城市土地利用状态的变化,最后根据2012年无锡土地利用变化状态预测结果,提出了对无锡市城市土地利用变化的建议。最后通过仿真证明,运用细胞自动机与GIS系统相结合的方法构建的城市细胞自动机,在无突发政策及其他干扰的情况下,可以在一定程度上模拟预测出城市土地利用变化,给出未来可能的城市土地利用变化状况,对规划城市土地利用具有相当意义的参考价值。