遥感影像瓦片服务是网络地理信息服务（Web Geographic Information Services,Web GIS）的重要组成部分,可实现影像检索预览、传输共享、计算处理和地图漫游等关键功能,因此提高瓦片服务的高效性和实时性对建设高性能的Web GIS具有十分重要的意义。分布式瓦片缓存方法通过在集群的高速内存网格中分配和管理热点瓦片以减少对底层存储设备的随机读写,是提高遥感影像瓦片服务性能的有效手段。然而,现有的分布式瓦片缓存方法未能很好地兼顾瓦片数据的时空与主题特征以及瓦片访问模式的时空主题倾向性,存在缓存框架伸缩性较弱、数据分配不均衡和缓存管理手段较单一等问题。本文深入研究了顾及时空与主题特征的分布式遥感影像瓦片缓存方法,主要内容如下:（1）研究分布式遥感影像瓦片弹性缓存框架的构建,提高瓦片缓存服务的扩展能力。本文结合瓦片金字塔模型和瓦片服务的特性,提出了高内聚低耦合的分布式遥感影像瓦片弹性缓存框架。通过设计多组件的架构和内外部数据流程,降低了框架的内部耦合程度。此外,提出了基于瓦片槽迁移的弹性伸缩机制,提高了框架扩展性。（2）研究基于时空与主题特征的瓦片分配方法,提高瓦片缓存服务的并发能力。本文结合瓦片时空与主题特征和瓦片访问的类型特点,依据先分区后分配的过程,提出了基于时空与主题编码的瓦片分区方法和面向时空与主题均衡的瓦片分配方法。前者实现时间主题属性相同且空间位置邻近的瓦片在单个缓存节点内聚集存储,减少了集群内部的网络通信频率,后者实现时间主题编码值相同或空间编码值连续的瓦片集在缓存集群间分散存储,提高了集群的并行响应能力。（3）研究时空与主题约束的瓦片管理方法,提高瓦片缓存服务的可用性。本文结合瓦片访问时空与主题特征、瓦片大小与主题特征,构建了时空老化模型,提出了基于该模型的服务端瓦片缓存置换算法,提高了瓦片缓存命中率。此外,结合HBase、瓦片属性和瓦片集的时空与主题特征,设计压缩存储方案,提出了基于HBase数据库的瓦片数据持久化方法,提高瓦片读写效率。实验结果表明,本文提出的瓦片分区方法和分配方法相较于随机分配方法可以分别减少约35%和70%的平均响应时长,且具备较高的计算效率。与传统的缓存置换算法相比,本文提出的缓存置换算法可以在减少计算资源消耗的同时提高约15%的缓存命中率。此外,相比于基于关系型数据库的持久化方法,本文提出的持久化方法可以提高50%以上的读写速度,并减少磁盘的占用率。最后,与不使用缓存的条件相比,本文提出的缓存框架可以减少50%以上的平均访问时长。