随着地理信息系统的广泛应用,它正逐步融入人们的日常生活,得到了越来越多用户的使用。由此空间信息服务系统面临着重大的挑战:大量并发用户的在线请求降低了服务器的性能;海量空间数据的传输降低了网络传输效率。P2P(Peer-to-Peer)网络的出现解决了传统系统面临的上述两大问题,通过充分利用客户端的计算和服务能力,提高空间数据索引效率,实现“人人为我,我为人人”的互助协作思想。本文对基于P2P网络的空间矢量数据索引结构与缓存机制进行了深入研究和探讨。在已有的混合结构网络模型的基础上,提出一种融合多尺度、多图层的索引网络体系结构。该体系结构利用金字塔模型将分布式Quad-Tree与多尺度、多图层空间数据相融合,减少网络负担的同时提高了索引效率。在此基础上又提出了一种多尺度、多图层的空间矢量数据查询算法。重点研究算法中的缓存机制,设计了支持多图层的客户端缓存结构,并对三种经典的缓存替换算法(FIFO、LRU、LFU)进行仿真实验。仿真结果表明LFU对本系统优化效果最明显,可将其用于原型系统中。最后,本文在JXTA平台上实现了基于P2P的空间矢量数据快速索引机制的原型系统,测试结果表明了系统的有效性。本文的研究成果对空间矢量数据在线服务系统有较高的理论价值,为其他海量数据网络的研究提供了新的思路。