例えば、Kyoto is visited by many people. の Kyoto に対して、I lived in Kyoto. を組み込む場合、
これであれば「前置詞＋Kyoto」となっているため、where にして、Kyoto, where I lived, is visited by many people. とすることになります。

しかし、今回の文に関しては、
Kyoto is visited by many people. に対して、
Kyoto is famous for its old temples. を組み込みますので、
「前置詞＋Kyoto」ではないため、単純に Kyoto 部分だけを which に置き換える必要があります。
 
 
また、１つ目の場合でも、
in Kyoto ではなく Kyoto だけを置き換えるのなら which の方を用いることになって、
Kyoto, which I lived in, is visited by many people. や、
Kyoto, in which I lived, is visited by many people. という形になります。
（これらの場合には in が残ることになる）
 
 
いずれにしても、「先行詞が場所関係の単語だから where」という判断ではないことに気をつけてください。

前置きが長くなりましたが、そのため、
In Kyoto is 〜. というSVが作れないのと同様に、where を主語に is が続くことはない、ということになります。