从简单的资源环境调查到复杂的地球物理过程分析,均需要对时空随机场的分布进行定量估计.而许多地理现象无法或不易通过密集且均匀覆盖的遥测来观察和认识,需要依赖采样或监测的方式来获取样本,然后通过插值等方式进行可靠的估计.因此,如何优化设计这些采样点或监测台站,以及如何利用这些样本进行时空插值是生产和科学研究中经常要面临的问题. 本文在基于传统地统计学模型空间采样优化理论的基础上，将多变量地统计学中的协同克里格理论扩展到时空统计学中，称之为“多时间协同克里格法”。该方法可以在监测网优化过程中同时考虑多是时间断面的空间变异结构以及之间的时空互变异结构，使得优化后的监测网可以更好地反映目标地学过程的时空变化规律，提高时空估计的精度。此外，在时空动态监测网布局优化研究中，对于多时间协同克里格法只能处理有限时间断面的局限，引入了时空克里格模型来设计基于模型的时空连续对象监测网布局优化方法。 最后，本文以黑河上游八宝河流域地表温度监测网络布设研究为具体实例，给出了两种基于地统计模型的监测网优化方法的具体流程，并对结果进行了分析和评价。结果表明，基于多时间协同克里格模型和基于时空克里格模型的监测网优化方法可以同时考虑目标变量在时空上的变异结构，将目标看作一个时空动态过程，从而提高监测网设计的可靠性。