20世纪以来,由于地理信息系统(GIS)的研究开发并且运用到各种领域中,其强大功能已得到了广泛认可。本篇论文主要采用GIS技术,通过对GIS软件的比较分析,选择了性能比较优良的ArcGIS9.0软件作为研究平台,对多源、多类型的纸质地形图资料数字配准方法进行研究。通过对青岛的9幅不同投影方式、不同地理坐标系统及不同比例尺的纸质地形图数字化,并统一配准到WGS84地理坐标系统中,赋予相同的投影方式及相同比例尺的不同方法的研究,比较并得出最为精确的地形图数字配准方法。然后以青岛城市空间形态演变为例,将研究出来的方法深入运用到青岛历史地形图数字化中,建立空间数据库,加入青岛市经济、社会、人口等不同类型的属性数据,结合GIS空间分析方法,提取各类行政边界、建成区边界,为全面、定量分析城市空间形态演变过程及内在机理、城市发展状态提供基础数据。最后利用空间扩展和形状实证分析方法,比较全面和系统的研究城市空间形态演变过程,揭示城市外部空间形态特征及演化、城市人口空间分布及其演化、城市空间形态演化特征及其机制,从而得出城市空间形态演变内在机理,并结合现在青岛城市战略,提出城市空间形态优化调控对策及可持续发展模式。