داده های فضایی که در زمان های متوالی به دست آیند، داده های فضایی-زمانی و اگر این داده ها در طول زمان مستقل باشند، داده های پانلی فضایی نامیده می شوند. برای مدل بندی این داده ها لازم است همبستگی فضایی یا فضایی-زمانی آن ها، به نحوی لحاظ شود. با فرض اینکه بین متغیرهای وابسته یا خطاهای مدل رابطه اتورگرسیو برقرار باشد، می توان همبستگی فضایی یا فضایی-زمانی را در مدل بندی مشاهدات لحاظ کرد. یک مسئله مورد توجه در مدل بندی داده های پانلی یا فضایی-زمانی تغییر-پذیری بین واحد های آزمایشی است. به علت عدم تجانس موقعیت های فضایی ممکن است هر موقعیت اثر مختلفی بر داده ها داشته باشد و این اثرات به صورت ثابت یا تصادفی در نظر گرفته می شوند. مدل های اتورگرسیو فضایی برای لحاظ کردن وابستگی فضایی داده ها در مدل بندی مشاهدات به کار می آیند و با تعمیم این مدل ها، داده های فضایی-زمانی را نیز می توان مدل بندی کرد. با استفاده از مدل های اتورگرسیو فضایی-زمانی فرض همبستگی فضایی و زمانی را به طور همزمان در مدل بندی داده ها می توان لحاظ کرد. در این پایان نامه نخست سه رده مدل های اتورگرسیو فضایی، پانلی فضایی و اتورگرسیو فضایی-زمانی و ویژگی های آن ها بررسی شده و با دو رهیافت بسامدی و بیزی برآورد پارامترهای آن ها ارائه شده اند. در انتها نحوه کاربست مدل های ارائه شده برای تحلیل داده های ازن شهر تهران نشان داده شده و عملکرد آن ها مورد بررسی قرار گرفته است.