在城市经济高速增长的同时，环境污染，资源、能源紧缺，贫富分化的现象正在加剧或者是恶化，城市化所带来的挑战日益严峻，城市人居环境受到极大的威胁。城市地下空间属于城市空间的一个重要组成内容，所以它是城市可持续发展的重要载体，它不仅是作为物质载体的实体空间，更是对应了社会生产与生活的社会空间。　　基于我国城市地下空间开发利用、整合所存在的较为严峻问题，在充分研究国内外城市地下空间开发利用理论及实践的基础上，进行了紧凑城市理论在城市中心区地下空间规划中的应用研究，探讨分析城市地下空间的紧凑理念，以及地下空间开发利用的指标体系，城市地下空间开发导则、开发重点，并进行城市地下空间开发强度及布局模式研究，提出了我国未来城市地下空间的两种理想布局模式：中心联结式和次聚焦点式。　　从城市中心区地面形态与地下空间形态相互作用、协调发展的角度，研究了城市三维空间整合的原则，城市中心区的街道、广场、公园（绿地）、轨道交通枢纽、中央商务区的空间内涵及其上下部空间整合方法，并通过城市三维空间整合的要素分析，强调城市三维空间整合的关键环节是：依托高效、完善的城市轨道交通系统；构建连续、流动的地下步行系统；设置丰富、个性的地下空间节点。结合公众行为分析方法和形态分析方法，对空间形态、道路交通、公共空间、公共意向的研究，建立了城市三维空间整合公共价值领域的实效性评价体系。