I think it is possible to phrase it like that:
Этот проспект - один из наиболее крупных проспектов, которые находятся в Петербурге.
In some cases the relation "тот" ("из тех" is a form of "тот") is manadatory. But here I think it is not.
The meaning is just literally: "из тех" = "of/among those".
Этот проспект - один из наиболее крупных проспектов из тех, которые находятся в Петербурге.
This avenue is one of the biggest avenues among those which are located in Peresburg.
I hope you get it now.
And to my opinion, this wording is however superfluous. I would rephrase it in a simpler way:
Этот проспект - один из наиболее крупных проспектов Петербурга. (note the genitive)
or
Этот проспект - один из наиболее крупных проспектов в Петербурге.
The "из тех, которые находятся" part is totally redundant.