Если быть лингвистически точным, то это не совсем обычные существительные, а бывшие притяжательные прилагательные – то есть они обозначают принадлежность лицу, потом, как правило, забытому.
Так же, как наши фамилии с теми же суффиксами –ов и –ин. Сравните Иванов – Иваново, Пушкин – Пушкино, Николаев – Николаево …
Надо сказать, что топонимы даже в большей степени существительные, чем «односуффиксальные» фамилии, это проявляется в творительном падеже: в фамилиях – окончание прилагательного –ым (с красным – с Иваном Ивановым), а у топонимов –существительного –ом ( с окном – с Ивановом).
На факт этого расхождения указывается во всех грамматиках, значит, они не предполагают, что топонимы типа Иваново не изменяются по падежам.