长期以来,由于缺乏坚实的数据基础设施和定量研究方法,我国城市空间扩展研究仍然囿于描述性研究、指标测算和总量估算,缺乏系统的空间与微观研究,因而也就不能深入地揭城市空间的发展变化,特别是城市规划管理影响城市发展的微观机制和空间动态,从而导致了城市规划的评估、反馈与调整等方面的工作跟不上现代城市规划管理发展的需要,严重地影响了城市规划的实施效果、城市规划的科学性以及城市政府对城市空间发展的管理能力。计算机技术的发展、地理信息系统的普及和城市基础数据库的建立为解决以上问题奠定了技术基础。计算机硬件发展和软件系统的设计技术提高,使得复杂数据的运算成本大大降低,而地理信息系统的发展和城市基础地理信息系统的普及为城市提供了模拟需要的数据,增强城市形态预测的科学性。本文首先介绍了基于GIS城市空间扩展研究充分的理论和技术基础。学科交叉理论、城市规划技术论、综合论、实践论成为二者结合的理论基础。在技术基础上,一方面,城市空间扩展研究自身的特点对信息时代新技术有着十分迫切的需求,这使得其科学性、理性化在传统规划技术手段上有了大幅度的提高;另一方面,GIS技术凭借其强大的功能,为城市空间扩展研究奠定了坚实的技术基础,为二者的共同发展提供了广阔的前景。利用GIS进行城市空间扩展研究是GIS应用于城市规划的新兴领域。论文在对基于GIS城市空间扩展研究充分的理论和技术基础进行阐述后,回顾了城市模拟模型的发展历程和主要类型,介绍了美国伯克利加州大学基于GIS平台的城市空间扩展模拟模型研究。同时以CUFⅡ城市发展模拟模型为例,阐述了它的工作原理、逻辑框架、技术路线,将这些内容同传统城市规划技术手段进行对比,总结出CUFⅡ城市发展模拟模型的特点以及优点,并对GIS应用于城市空间扩展研究的前景做出了理性的预测及分析。论文最后对CUFⅡ城市发展模拟模型的未来进行了展望,阐明了其发展优越性和未来的发展空间,并对城市空间扩展研究与GIS结合的多源发展趋势和城市空间扩展研究应用GIS的先进方面进行了深入研究和探讨。