铁路在国民经济发展中起着交通支柱作用，对于人口迁移、资源开发、经济及社会发展有着不可替代的作用。但同时，铁路发展也与沿线地区的人口、经济发展具有较高的耦合关系。　　西北五省历来因人口较少，经济发展水平落后于全国水平，基础设施建设也相应较为落后，成为制约沿线经济发展的重要因素。目前，该地区的铁路路网规模尚小，尤其是高铁的运营线路仅有兰新客专、宝兰客专两条设计速度在250km/h以内的线路，也存在既有线路的设计标准过低，运营效率难以发挥等问题。　　在2016年批复的《中长期铁路网规划》中，明确提出要建设“一带一路”国际通道，建设一批脱贫攻坚和国土开发铁路，西部的铁路建设迎来新的发展机遇。需要研究区域的人口、经济与路网扩张关系，明确不同阶段的路网规模，科学规划线路工期，达到投资与发展的相互协调。　　论文以ArcGIS为平台，结合多年来西北地区的路网扩张及人口、经济发展情况，分析相互之间关系，研究西北五省的路网来扩张规律，主要进行以下几个方面的研究工作:　　(1)铁路路网预测模型构建　　在研究铁路路网的一般扩张理论基础上，分析多种路网规模测算方法，结合铁路的建设特点选用国土系数法、可达性法作为路网状态评价指标，采用铁路与经济发展相互促进的研究思路，分析其相互作用规律，建立铁路—经济协调耦合度模型。　　(2)基于GIS的西北五省铁路路网数据库构建　　结合铁路—经济协调耦合度模型的研究需求，顾及铁路线路的分布特点，以铁路沿线历年线路数据、车站站点分布、行政区划数据、人口、经济数据为基础资料，融合DEM以及遥感图像，经过系列的投影变换以及拓扑错误修正，构建包含大量的矢量、栅格数据在内的西北五省铁路路网型数据库。为简化分析，根据现有的铁路站点分布情况，采用聚类的方法，以城市中心代替区域车站中心，实现该模型的可视化表达。　　(3)分省及区域路网适应性分析　　主要以省级行政区划为单位，对各省的人口密度、人均GDP以及铁路网密度进行了相关性分析，采用Pearson相关系数分析三者之间的相关度。选用Cobb-Douglas函数以人口密度、人均GDP为变量，建立路网密度计算表达式。采用相关计算表达式，分省分析《中长期铁路网规划》中2020年的路网适应性，并对区域整体的路网适应性进行评价。　　(4)以地级市为单元的路网扩张规律分析　　以西北五省各地级市为研究单元，对1992-2017年铁路建设对沿线区域的可达性影响进行逐年分析、比较，寻求城市发展规模与路网可达性的对应关系，明确铁路建设规模、时机与城市规划、发展的适应性。基于耦合度的铁路—经济作用模型，分析各地级市的路网-经济协调耦合度，以2017年经济水平为基准点，进行路网需求度预测，对规划实施提出合理化建议。