城市功能空间是城市功能活动的空间载体,也是城市人流、物流、信息流、能流得以交换的重要媒介。随着我国城市化进程的快速推进,城市功能空间日益复杂化、紊乱化,严重影响了城市运行的效率和城市居民的生活质量。本文融合地理学、经济学、景观生态学、规划学等学科理论,以地理信息系统技术为支撑手段,将定性描述与定量研究相结合,从城市水系的视角剖析城市功能空间的演变特征,并总结二者之间的耦合规律。本文选取长沙市为研究对象,遵循从理论研究到实证分析的过程、由现象阐述到机制分析的研究思路,以长沙市的社会经济统计数据、历年来制定的多版城市规划、1979年、1989年、2003年、2011年及2014年土地利用现状图为基础图件,借助于CAD和ArcG IS建立长沙市多年来的城市功能用地数据库,提取城市三大主要的功能用地,引入扇区分形法、扩张强度指数、用地转变耦合系数、临近性分析与轴带扩展度来定量地分析长沙市功能空间扩展的方向特征、规模演变特征、分区演变特征、功能用地转变特征,在把握整体演变特征的基础上,对长沙市水系与城市功能空间进行耦合分析,在此基础上,对影响长沙市功能空间演变的主要驱动因素进行分析,并试图建立驱动因素相互作用产生的动力机制。研究表明:(1)长沙市功能空间在时间和空间上有着较为明显的阶段性特征和空间分异特征。根据时间演变的纵轴,大致可以将城市功能空间的扩展划分为1949年以前的初始阶段、1949-1960年的萌芽阶段、1960-1979年的初期发展阶段、1979-1990年的缓慢发展阶段、1990-2003年的加速发展阶段、2003-2011年的全面加速阶段、201 1-2014年的稳定发展阶段;根据空间分异的横轴,发现长沙市的功能空间主要扩展方向以东、南、东南、东北4个方向为主,各个时期的主导方向又有所差异,方位扩展特征显示了长沙市未来向西北、东、东南、北、南发展的趋势,这与城市总体规划的引导方向表现出了一致性,反映了大河西滨江新城的建立、武广高铁、开发区建立以及对接长株潭发展对城市功能空间的引导。再结合长沙市总体规划中日益细化的城市分区,发现长沙市15个分区中,城市整体功能空间扩展速度最快的是圭塘河分区和星马分区,其次是新世纪、市府、麓谷、省府这4个分区,而就各功能空间的扩展速度来说,居住空间、服务空间、工业空间的扩展速度在分区中表现出了相对的不一致性。(2)长沙市功能空间己进入由单一的外部扩张向外部扩张和内部更替相结合的阶段。城市功能用地的转换主要发生于接近长沙市核心的中心分区、新世纪分区、圭塘河分区、省府分区、市府分区以及麓山分区,而位于城市外围的分区目前城市功能用地间的转换不明显。(3)自然因素、政策因素、城市规划、经济因素、生活方式以及城市开发与环境保护之间的博弈是长沙市城市功能空间的主要影响因素,这几个因素通过城市规划的平衡和调控综合作用于城市功能空间,形成了复杂的驱动机制。