توسعه شهری یک فرایند پیچیده مکانی-زمانی است که دارای رشد و توسعه افقی و عمودی می­باشد. در غالب مطالعات، رشد و توسعه افقی شهر مورد توجه قرار گرفته است و کمتر به بعد عمودی شهر پرداخته شده است. توسعه عمودی شهر از راهبردهایی محسوب می­شود که می­تواند بسیاری از مسائل همچون، کمبود زمین و مسکن و هزینه­ تاسیسات را برطرف نماید. هدف از انجام این تحقیق توسعه یک مدل مناسب، برای مدلسازی رشد افقی و عمودی شهری با استفاده از اتوماسیون سلولی برداری می­باشد. در این راستا، ابتدا به منظور تعیین تناسب قطعات شهری، فاکتورهای تناسب فیزیکی، دسترسی، اثر همسایگی و قیمت زمین، محاسبه و تلفیق شدند. سپس با توجه به تقاضای کاربری­های مختلف، اقدام به تخصیص کاربری پارسل­های توسعه نیافته شد. در گام بعد، مدلسازی عمودی شهر در دو روش مختلف انجام گرفت. در روش اول، با استفاده از حداکثر تعداد طبقات همسایگی در شعاع معین، تعداد طبقات پارسل مورد نظر محاسبه گردید. در روش دوم، با استفاده از قوانین و اصول ­موجود در طرح تفصیلی، که شامل ظرفیت شبکه معابر، منطقه­بندی ،تراکم ساختمانی، میزان سطح اشغال می­باشد، به مدلسازی عمودی شهر پرداخته ­شد و در پایان نتایج هردو روش با یکدیگر مقایسه گردید. در این راستا، مدل توسعه داده شده در محدوده کوچکی از شهر قم در سالهای 1385و1394 پیاده سازی شد. نتایج بیانگر دقت60 درصدی رشد افقی و دقت 89 درصدی رشد عمودی در روش اول و دقت 75 درصدی در روش دوم را نشان می­دهد. نتایج این تحقیق می­تواند مدیران محلی و میانی شهر را در مورد مدیریت بخش­های مختلف شهر یاری ­نماید.