当前我国正处于城市化进程快速发展的历史时期,城市建设用地需求巨大,城市空间范围迅速扩张。传统的土地利用监测方法已经无法适应日新月异的土地利用变化情况。同时传统的收入核算统计方法进行GDP统计结果也一直受到西方国家的质疑。随着遥感科学的不断发展和应用,如何利用多源影像数据进行精确的城市扩张与经济研究越来越重要。针对利用夜间灯光影像DMSP/OLS只能进行2013年之前的城市扩张时序分析。本文利用空间分辨率更高、辐射探测稳定性更强的夜间灯光影像NPP-VIIRS进行城市扩张空间变化研究,融合Landsat数据对山东省2012年到2017年城市扩张进行研究。并利用NPP-VIIRS数据进行GDP分级多方式空间建模,对建成区灯光亮度总值进行第二第三产业生产总值空间建模。通过夜间灯光影像NPP-VIIRS利用动态阈值二分法对各市建成区进行提取,提取结果能直观的反应各市建成区范围。利用Landsat数据进行归一化建筑指数和归一化植被指数进行建成区结果修正后相对误差结果均控制在10%以内。虽然结果大部分小于统计数据,但与实际城市建成区更为符合,更能反应各市的真实空间形态。通过建成区提取结果分析,山东省2012年到2017年大部分地市处于快速扩张模式,扩张总体方向向北,且各地市扩张幅度差异较大。城市发展不平衡性突出,城市扩张与人口增长、经济增长均处于失调状态。特别是人口增长率远赶不上其城市扩张速率。城市空间形态由不规则也不特别复杂向复杂发展。从2012年到2017年山东省逐渐形成由青岛市、济南市双核心扩张模式向青岛市、济南市与烟台市三核心模式带动周边发展。同时为了找到灯光亮度指数与GDP之间的相关性,本文利用辐射稳定性更高的NPP-VIIRS数据进行GDP空间建模,通过分级多方式空间建模能进行多种模型纵向对比以便找到其最优模型。通过最优模型预测分析县级误差控制在15%之内,市级误差控制在10%之内。而同样的建模方式城市建成区灯光亮度与第二第三产业生产总值拟合优度高达92%,预测精度均小于8%。对比发现城市建成区灯光亮度值能更好的反应城市生产总值。研究结果表明发达程度相近的城市也具有更相近的空间发展模式。这种分级多方式空间建模为更大范围区县经济建模提供新思路与方法。