GIS(地理信息系统)是融合计算机图形学与数据库技术，用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统。随着GIS技术在越来越多领域的应用，开发GIS系统已经成为当前GIS发展中的一个热点问题。由于采用Visual C++从底层开发GIS可以解决专业GIS软件开发中存在的黑匣子问题，而且灵活性好，可扩展性强，具有系统版权。因此在开发以信息管理、决策服务及设计为主的实际GIS系统时，具有良好的应用前景。 以往利用Visual C++开发的GIS大多是重点开发地图绘制编辑、数据查询管理等功能，而空间分析才是GIS的核心和灵魂，是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。因此本文的研究对GIS空间分析开发技术的发展具有一定的参考价值。 本文首先对GIS空间数据模型进行了研究，通过比较分析三种数据模型的特点，阐述了基于矢量模型的空间分析方法的优势。然后对空间分析技术进行研究，重点研究了拓扑关系判断和空间分析方法，提出了一种基于解代数方程组的拓扑关系的计算方法，这种方法相对于点集拓扑法、图论等传统的拓扑关系计算法，具有简单、易在程序中实现等优点。接着在空间拓扑关系算法的基础上，实现叠置分析和缓冲区分析的相关算法，并对叠置分析中边界重合、多边形有洞以及缓冲区分析中单侧缓冲区剪裁问题进行了算法改进处理。 基于上述理论，本文采用面向对象编程技术，应用Visual C++开发环境设计并实现了一个原形地理信息系统AutoGIS。开发了一个能使用鼠标或键盘进行交互式绘制点、线、面等图形的图形绘制编辑模块；设计并实现了图形对象的图层管理，包括图层的创建、排序、显示与隐藏等；完成了图形对象与属性数据之间的双向查询功能；实现了图形对象的拓扑分析、叠置分析和缓冲区分析等空间分析功能。基本实现了一个GIS软件所必备的重要功能。