空间相互作用是空间中的城市之间、区域之间的相互联系的表现,它可以被定义为地理空间中的有目的的人流、资金流、商品流、信息流等。只要空间中存在着要素的流动和通信,就存在着某种形式的空间相互作用。空间相互作用理论经过近百年的发展,已形成了一套比较完整的理论体系。本文对空间相互作用的基本理论进行了深入的探讨,阐述了空间相互作用的内涵、分类和产生的条件,重点对空间相互作用发展历程中的几代经典模型进行了系统的比较分析,讨论了各种模型的原理、方法以及不同模型之间的异同。从最基本的引力模型发展到运用人工神经网络建立的空间相互作用模型,空间相互作用模型及其应用逐步趋于完善。基于对空间相互作用理论及其主要模型的理解,本文以上海市嘉定区为研究对象,进行了实证研究。依据嘉定区的相关统计数据,笔者基于一定假设得到了跨镇公交人流量的数据,并用最短路径法计算了各镇的交通距离,然后运用神经网络,对跨镇公交人流量的数据进行模拟,建立了嘉定区的神经空间相互作用模型,并检验了其精度的可靠性。在此基础上又计算了嘉定区各镇潜能,得到潜能模型,并结合GIS,从定量和定性两个方面阐述了嘉定区各镇发展潜能,并分析了影响嘉定区各个城镇吸引力的因素,以求为嘉定区的经济发展和定位做出客观分析,帮助制定更有效的发展政策。最后,笔者对论文进行了总结,并就继续研究的方向进行了简要的讨论。