随着信息时代的到来，以GIS为核心的数字城市规划正逐步发展成为城市规划领域的一种新的技术与方法。当前，国内外学者的研究主要集中于GIS在城市规划中的二维分析与表达方面，而对于城市物质空间的规划与设计涉及较少。三维GIS的发展很好的解决了传统GIS在描述三维空间现象方面的缺陷。而且，与其它三维建模技术相比，三维GIS特有的三维空间分析功能对城市物质空间的规划设计具有更好的辅助分析作用。随着计算机可视化技术、信息处理技术和数学建模技术的发展，以GIS空间分析方法为核心的GIS三维集成建模技术正逐步走向成熟。 在此背景下，本文尝试以三维GIS为支撑平台，以规划与地学等相关领域的分析评价理论为基础，建立三维空间定量分析模型，试图对规划设计中的空间对象进行科学、定量的分析。全文共分8章，大体可分为两大部分：第一部分包括第1、2、3章。第1章介绍论文的研究背景、研究意义，并确定论文的研究框架和研究方法。第2章对城市设计领域的分析方法体系及分析模式进行总结，并对GIS技术和传统方法在进行城市设计二维和三维分析表达的特点进行了对比分析，凸现出了三维GIS的优势。第3章探讨了三维GIS技术，并着重对三维GIS中的模型研究和三维城市建模技术进行了梳理。 第二部分为第4到第8章。第4章重点阐述了作者在规划实践中提炼的一套三维空间数据处理方法，为实例建模研究的数据处理提供技术支持。第5、6、7章为实例建模部分，分别探讨了城市总体规划中的用地适宜性评价模型、古城保护规划中的建筑环境分析模型、详细规划中的公园景观评价模型的三维定量建模方法。文中重点论述了建模理论基础、建模步骤、模型应用结果。 本文进行的三维定量模型研究在国内规划设计领域还比较少，本文建立的模型还比较粗糙，存在许多需要完善的地方。相信随着数字城市规划设计方法研究的深入，以三维GIS为平台，以科学的规划设计分析理论为支撑的三维定量模型必将在规划领域得到广泛的应用。