جهت دستیابی به توسعه پایدار درک تحولات نظام شهری در راستای شناخت روند تغییرات اندازه، شکل و ساختار شهرها در مقیاس زمانی و فضایی امری حیاتی است. توزیع رتبه-اندازه شهری روشی مناسب برای تشخیص و تحلیل توزیع های اندازه شهری در مقیاس فضایی و زمانی می باشند. مدل رشد خودهمبسته فضایی-زمانی توزیع رتبه-اندازه شهری توسط ژو و هریس برای شهرهای تگزاس معرفی شده است. این پژوهش در پی آن است تا متدولوژی ترکیب خودهمبستگی زمانی و فضایی با تحلیل و شبیه سازی فرآیندهای رشد درازمدت شهری را در استان گلستان مورد آزمون قرار دهد. هدف از این پژوهش مدلسازی رشد خودهمبسته فضایی و زمانی شهرهای استان گلستان در توزیع رتبه-اندازه شهری می باشد تا برنامه ریزی جهت تعادل بخشی به نظام شهری استان به نحو بهتری صورت گیرد. در راستای مدلسازی از استراتژی پژوهشی پس کاوی استفاده می شود. به منظور گردآوری داده ها از رویه اسنادی استفاده شده است و راهبرد روش، مبتنی بر حل مسئله و بر پایه مدل های کمی می باشد که در راستای مدلسازی و تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شده اند. در این پژوهش مدلسازی رشد خودهمبسته شهرها با معرفی سه مدل رشد خودهمبسته تصادفی، رشد خودهمبسته زمانی و رشد خودهمبسته زمانی-فضایی صورت می گیرد. نتایج بیانگر این واقعیت است که مدل رشد خودهمبسته زمانی-فضایی شهرها می تواند به نحو شایسته تر و بهتری نسبت به دو مدل دیگر، به تشخیص و شناخت فرآیندهای تکامل توزیع رتبه–اندازه شهرها در زمان های طولانی و متوالی کمک کند و این امر لزوم توجه به وابستگی درونی میان شهرها در شبیه سازی توزیع اندازه شهری را آشکار می سازد.