城市地理信息系统是地理信息系统的一个分支,是一种利用计算机技术及信息工程技术等,实现对城市各种空间信息和非空间信息及其属性数据进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统.城市地理信息系统是城市的一项基础设施建设,是城市管理和决策的现代化工具.随着现代社会日益城市化的发展,对城市地理信息系统中的城市规划、建设和管理的定性化、定量化、科学规划的功能,提出了越来越高的要求.同时,根据某个特定问题的应用需要,采取一定的数学理论与地理信息系统的空间分析功能相结合,建立城市空间分析模型,是完善城市地理信息系统的定性、定量化分析和决策功能的重要手段,也是使城市地理信息系统适应不断发展的城市需要的关键途径.因此,为了构建科学、合理、适用于现代城市规划管理需要的地理信息系统空间分析模型,本文对人口预测模型、商业选址模型以及级差地租评价模型分别进行了建模和实践研究.论文首先分别介绍了人口预测、商业单位选址、商业级差地租的基本概念,总结分析了上述三个模型的研究现状和问题,提出了建模的思想和研究的主要内容.然后,对人口预测模型、商业空间选址分析模型的建模关键理论和算法分别进行了论证和推导,描述了模型的性质、功能、结构、前提和假设、输入输出以及适用范围,为确保模型的合理性,还进行了实际的演算分析.在级差地租评价模型的研究中,基于原有的关键因子计算方法,提出了改进的算法思想.最后,本文展示了人口预测模型在Matlab 6.5平台上的设计和仿真验证分析结果,并且对人口预测模型和商业单位空间选址分析模型,在MAGIS平台上的具体实现情况分别作了介绍.