本文以天津市城市总体规划(2004-2020)方案生态环境子项目为依托，利用地理信息系统、SPSS统计软件等对遥感影像资料、统计资料进行分析，对天津市的生态脆弱性、生态承载力和生态系统健康进行了研究，并建立了城市扩展生态安全格局。获得的主要成果如下：(1)结合野外调查和统计数据，建立了天津市生态脆弱性评价指标体系。应用层次分析法，对指标体系进行了量化处理，继而全面评价了天津市的生态脆弱性，得出了天津市由于水资源的过渡消耗，造成了由东部沿海地区向内陆生态环境脆弱性逐渐变化的格局。(2)计算得到了天津市2004生态承载力的数值为0.32hm~2，人均生态赤字高达1.53hm~2的结果，说明天津的发展主要是通过消耗自然资本的存量来实现的，生态安全正面临严重威胁，且这种趋势正逐年增加。(3)利用模糊数学方法计算出了天津市1999～2004年的生态系统健康值分别为0.4725、0.5112、0.5105、0.4929、0.5029和0.5219，发现天津市生态系统的健康值波动在0.5左右，处于亚健康状态。(4)利用GIS软件绘制出了天津城市扩展安全格局，从定量和动态的角度为天津市的城市发展提供了规划依据。