旅游需求预测是制订旅游规划的关键。科学、准确的预测预报旅游需求，可为旅游产品开发提供科学依据，避免旅游决策的失误，促进旅游业的健康发展。旅游业的快速发展对自然、文化、社会经济环境带来了巨大的压力，如何协调旅游经济发展和生态与环境的关系是保持旅游业可持续发展的关键。本文针对这两方面的问题进行了深入的研究。 首先从世界旅游业的宏观背景出发，阐述了世界旅游业的发展态势及特点，在此基础上分析了中国旅游业的发展现状，提出了处于转型期的中国旅游业的主要优势，最后分析了海南省的旅游业发展现状及特点，指出了目前海南省旅游业所面临的机遇和挑战。 本文首先分别用非线性动力学理论、数学回归法和灰色理论法对影响旅游市场的三大要素——城镇人口数量、人均国内生产总值和居民人均消费水平进行了预测。然后首次采用随机梯度回归的方法对。“十一五”海南省国内旅游客流量进行了预测，进而运用灰色理论法预测了海南省国内旅游收入：并首次运用支持向量机方法预测了“十一五”海南省入境旅游客流量及外汇旅游收入。 首次运用现代非线性动力学理论研究了旅游业的可持续发展：首先探讨了旅游业的三种不同发展趋势，并基于三元结构的旅游市场，建立了旅游市场模型，通过分析旅游市场模型在不同参数下的非线性动力学演化趋势，给出了实现旅游业可持续发展的关键参数区域。最后结合海南省的旅游实际状况，进行了实证研究，并相应地为对海南省旅游业的可持续发展提供了模式与对策。