近年来在世界范围内,越来越多的大城市都面临着严峻城市交通问题,比如交通拥堵、交通事故增加、环境污染、能源消耗等。城市交通问题直接影响到城市的功能和经济社会的可持续发展。现代城市轨道交通系统具有安全准时、舒适快捷、容量大、环保、能源消耗低的优点而越来越受到青睐。在我国,城市轨道交通系统建设正在兴起,已经有二十多个城市获得批准建设,总长达2500公里,另有许多城市正在规划建设。可以预见在不远的将来,城市轨道交通系统会在城市交通中起到更大的作用。城市轨道交通系统的对于城市的影响不仅仅体现在其交通功能上,还包括城市结构形态、空间布局、土地利用等方面。城市轨道交通系统投资巨大、技术复杂、建设周期长、改建困难。合理可行的规划设计是城市轨道交通系统建设的重要前提,其中线网结构设计是规划设计当中的主要环节,它对整个系统的建设过程起到指导性作用。同国外相比我国的城市轨道交通建设历史很短,虽然在实践中取得了很多成果和经验,但在线网规划设计理论和方法还不很是完善。本论文以济南市为研究背景,探讨有关线网结构规划设计中的问题。线网结构规划设计需要考虑许多方面的影响因素,比如：交通状况、自然人文地理条件、社会经济条件等等,这些因素既要定性分析又要定量计算,如何在规划设计中考虑这些影响因素是一个需要解决的课题。地理信息系统(Geographical Information System, GIS)和空间决策支持系统(Spatial Decision Support System, SDSS)的出现给解决空间规划类的半结构化问题提供了新的思路。本研究尝试引进GIS为分析技术手段,以ArcGIS9为数据实验平台,探索将其应用于城市轨道交通线网结构规划设计环节当中的可行途径。论文首先介绍了课题的研究背景,根据文献对国内外研究状况进行评述；总结了城市轨道交通线网规划基本理论与设计方法；基于GIS和SDSS的相关知识,建立了城市轨道交通车站选址模型,并提出车站选址决策支持系统的框架；根据对济南市规划背景研究,提出了远期的线网规模；最后给出了GIS环境下的线网结构设计的方法,用部分数据进行验证,并提出结论和建议。本研究的重点是城市轨道交通车站选址模型和基于GIS的线网结构设计。城市轨道交通车站选址模型是车站选址决策支持系统的关键部分,在分析影响车站选址问题的各种因素基础上,车站选址模型考虑了其中主要的影响因素,并且提出了影响因素在模型中量化的方法。基于GIS的线网结构设计是在可视化条件下,在确定车站位置的基础上根据各种约束条件和影响因素,决定各条线路的走向和路由。本研究的主要结论是：经过对轨道交通规划背景的研究,济南市的自然地理、社会经济条件适于建设城市轨道交通；轨道交通合理的远景线网规模在140190公里范围内；建立城市轨道交通车站选址模型,作为车站选址决策支持系统的核心部分,用此模型可以选定合理的站点位置；基于GIS的线网结构设计可以在设计信息图形化表达的背景下,全面考虑各种影响因素和约束条件,便于选出更合适的线路。