细胞自动机是基于非线性动力学的一种自下而上的建模框架。它借助计算机编程,通过划分研究对象的细胞空间并确定细胞的初始状态及状态转化规则,可以对复杂系统的时空演化过程进行动态模拟。应用细胞自动机进行城市空间模拟时,需要对标准细胞自动机的构成要素进行扩展。其中,细胞状态转化规则是决定细胞自动机模拟能力的关键,其扩展机制可以概括为标准规则、多因素加权、基于城市形态学原理、基于人工智能方法等四种类型。在未来应用中,平衡细胞自动机的简单性与复杂性、统筹自组织原则和他组织原则、精细化空间分辨率,是拓展细胞自动机在城市空间研究领域应用能力的重要挑战。