目前国内外已有很多将AI领域的方法嵌入GIS应用的研究成果，具体应用领域包括生态评估、环境保护、农林建设、交通运输、灾害预防、养殖副业、通讯网络规划、商业网点规划、地图制图，等等。本文回顾了这一领域国内外已发表的研究成果，针对GIS应用分析模型中运用到的不同AI技术进行了分类总结和详细的分析，并对GIS与AI技术结合的趋势和前景作了展望。在此基础上，本文提出一种基于扩展改进的框架系统的GIS专题知识表示及分析推理方法。文中以城市地铁建设规划为背景，首先阐释了基于知识的GIS应用系统的知识获取过程，给出了知识库中框架和脚本的设计思想和原则，然后具体阐明如何规范化定义框架的槽和槽值，统一表达形式。在扩展改进的框架知识表示基础上，本文提出了框架复合的思想，给出了基于谓词逻辑归结反演机制的框架和脚本间变量置换与复合操作的算法，并进一步阐明了通过框架复合操作来实现知识库推理与问题求解的方法。