随着武汉城市圈的提出和武汉城市圈经济的快速发展、城市化进程的快速推进,城市圈内各种用地矛盾逐渐突出。合理调整土地利用结构及布局是有效解决土地面积的有限性和土地需求的无限性矛盾的重要方法,只有设计出科学合理的土地利用结构优化方案才能在土地利用规划实施之后获得土地利用综合效益的最大化。本文在界定相关概念及理论分析的基础上,给出了土地需求预测的方法,并建立了基于用地需求预测的多目标规划的土地利用结构优化模型。然后设计了以此模型为基础的土地利用结构优化决策支持信息系统,系统主要包括现状信息管理和决策支持模块两个部分的功能,其中决策支持模块嵌入了需求预测模型和土地利用结构优化模型。通过系统的实现和应用,最后得出一系列相关结果。本文主要得到以下结果与结论：1.武汉城市圈作为“两型”社会试点区具有重要的战略地位,对武汉城市圈的土地利用进行各种不同主题的研究对城市圈的国土规划具有重要的辅助决策作用。而土地利用信息化是网络技术发展下的必然趋势,采用GIS技术、数据库技术、网络技术等,为不同主题的土地利用设计与开发决策支持系统是一项有实际意义并且值得研究推广的工作。本文的武汉城市圈土地结构优化决策支持系统的设计与实现即体现了此类系统的可行性、实用性和便利性,为武汉城市圈的土地结构优化研究起到了支持作用。2.以2020为目标年计算出了武汉城市圈各类用地需求预测量,为武汉城市圈基于用地需求的土地利用结构优化研究提供了基础和依据。3.建立了科学、可行、实用的模型,并且能植入信息系统中。运用多目标规划模型成功的计算出了结果,构造了5个优化供选方案。将生态效益和社会效益内化到约束条件中,最后选择经济效益计算值最大的项作为最终的结构优化方案,并对方案中各类用地增减变化进行了分析。