历史地名是特定历史时期内对具体空间位置或空间范围的地理实体的统一称谓,是历史遗留下来的重要的文化遗产。关于历史地名的研究大多是从历史或文化角度展开的,而关于历史地名的时空特征研究较少,特别是千年尺度、大范围、空间范围明确的历史地名时空特征的研究。一方面原因是历史地名数据相对匮乏,另一方面可能由于现有的时空数据模型对于历史地名而言相对复杂,表达与计算分析时效率较低。本文在已有时空模型成果的基础上提出了一种以地名时空状态序列为核心的关系型数据模型,命名为时空状态模型。该模型是根据地名辖区随时间变化的特征提出来的,主要包括两个核心数据对象,地名区域时空状态集合与地名子区域时空状态集合。地名子区域是时空上相互独立的区域,是区域的最大子集。地名区域时空状态集合可以很好地支撑基于地名辖区的时空分析,地名子区域时空状态集合则可以支持基于位置的地名时空分析。另外,为了兼容栅格数据,对格网数据模型做了适应时空状态模型的优化,并纳入时空状态模型。论文围绕地名时空状态模型开发了地名时空数据处理和时空分析两个工具箱。数据处理工具箱主要解决栅格数据与矢量数据与地名时空模型的数据交互问题。时空分析工具箱主要解决基于地名时空数据分析与挖掘。以中国历史地理信息系统(CHGIS)V6版本的郡府辖区时序数据作为数据源,选取公元前206至1911年期间数据集中的475个郡府地名作为研究对象,针对案例区和涉及的所有郡府地名进行了深入的时空分析。结果表明:(1)地名时空状态模型能有效表达历史地名时空数据,并易于开发相关的时空数据管理与分析工具。(2)地名时空状态模型具有结构简单,数据冗余小,同时支持矢量与栅格数据,可移植性高,便于空间位置计算等特点。(3)案例区内郡府地名时间与空间上的异质性明显,空间上受地形影响较大,时间上受朝代影响较大。(4)郡府地名2117年间时空变化多样,时空稳定性一般较低,生存期较长的地名形成了鲜明的地名核心区。(5)地名时空体和时空体积是形象量化表达历史地名发展规模的可视化指标。