رشد و توسعه بی رویه مناطق شهری و تبدیل اراضی در دهه­های اخیر موجب تغییراتی در سیمای محیط زیست طبیعی شده که یکی از اثرات مهم آن ایجاد رواناب بیشتر و وقوع سیلاب‌های مخرب می‌باشد. از روش­های مورد استفاده مدیران و برنامه­ریزان جهت یررسی تغییرات کاربری، مدل­سازی آن می­باشد. از اینرو پژوهش حاضر با هدف پیش­بینی تغییرات کاربری اراضی با تاکید بر توسعه فیزیکی شهر ساری با استفاده از رگرسیون لجستیک و زنجیره مارکوف انجام شد. برای این منظور از تصاویر سنجنده‌های TM و OLI مربوط به سال‌های 1366، 1380 و 1394 استفاده گردید. ابتدا بر روی تصاویر، پیش‌پردازش‌های لازم، سپس با استفاده از طبقه‌بندی ‌نظارت‌شده و الگوریتم حداکثر احتمال نقشه‌های کاربری اراضی تهیه گردید. پیش‌بینی کاربری اراضی و مدل­سازی پتانسیل انتقال با استفاده از رگرسیون لجستیک در نرم‌افزار IDRISI انجام شد. در این روش 6 متغیر و 3 زیر مدل در طی دوره‌های 1380- 1366، 1394-1380 و 1394-1366 مورد استفاده قرار گرفت. ارزیابی دوره­های واسنجی با استفاده از روش GEOMOD و آماره­های کاپا تعیین شد. به منظور پیش‌بینی کاربری اراضی سال 1394 از دوره 1394- 1366 با استفاده از زنجیره مارکوف و مدل پیش­بینی سخت استفاده شد. در نهایت از نقشه تغییرات کاربری اراضی دوره 1394-1366 به منظور پیش­بینی کاربری اراضی سال 1404 و 1418 استفاده شد. نتایج نشان داد که طی سال‌های 1394-1366، تغییرات کاربری اراضی شامل افزایش 49/4 و کاهش 13/4 درصدی اراضی مسکونی و اراضی کشاورزی بودند. همچنین نتایج مدل­سازی پتانسیل انتقال در تمام سناریوها صحت بالایی (72/0 تا 92/0) را نشان داد. ضریب کاپا در مدل­سازی کاربری اراضی برای سال 1394 با دوره واسنجی 1394-1366 و نقشه واقعیت سال 1394 از سایر سناریوها بیشتر بود. نتایج مدل‌سازی برای سال 1404 و 1418 نشان داد توسعه فیزیکی شهر ساری در جهات غرب، جنوب، شمال و شرق به ترتیب 02/8، 47/6، 37/6 و 41/4 درصد بیشترین مقادیر را به خود اختصاص داده بودند.