针对传统元胞自动机模型难以表达地理现象及其演化规律和演化速率空间异质性从而制约地理元胞自动机模型模拟精度的不足，作者对传统的元胞自动机模型进行改进并提出了分区异步元胞自动机模型。一方面，在对元胞空间分区的基础上，采用分区转换规则代替统一转换规则，以表达地理现象及其演化规律的空间差异；另一方面，在元胞自动机模型中引入异步演化速率以表达地理现象演化速率的空间异质性。结果表明，与传统元胞自动机模型相比，分区异步元胞自动机模型在逐点对比精度和Moran I指数两方面都具有明显的优势。依托分区异步元胞自动机模型，在综合考虑自然资源禀赋和社会经济条件区域差异的基础上，开展了土地利用的区际优化配置与未来情景分析，为区域土地资源的合理开发和可持续利用提供科学依据。