作者着重研究了时空数据库的几个关键技术问题.具体研究内容包括:时空数据模型、基于对象行为特征的时空拓扑模型、拓扑规则系统、时空方位处理、空间数据索引和分史存储以及时空数据库实现等问题;研究的成果为国产达梦数据库系统提供时空数据管理方面的技术支持.提出了一种具有集成特点的时空数据模型.该模型在分析SQL99和OpenGi s等标准在时空处理方面支持不足的基础上,采用了面向对象的方法分别扩展了空间数据对象和时态数据对象,时空对象则是空间对象和时态对象的聚集,空间对象的变化由对象的行为进行描述并以不同的版本表现出来.此外,通过量词符号在时域上的限制对时空模型中对象的时空运算、度量运算、时空拓扑和时空方位关系等四种基本关系进行了语义扩展,在形式上将时态和空间谓词语义统一起来.这种模型克服了时空数据模型在集成性方面缺乏系统研究的缺点,能够更好地适应时空信息系统的应用需求.为了使所提出的时空模型能够处理因空间对象变化导致空间关系变化的问题,作为对时空模型进一步深入研究和补充,在分析时空对象的行为特征的基础上,提出了基于对象行为的时空拓扑模型.该模型描述了时空对象的当前空间拓扑集合、历史拓扑集合以及变化的行为特征等信息;通过对象邻域计算以及时空拓扑分解和重构算法,可将空间拓扑关系的变化沉淀到当前关系中,系统在时间维上仅仅处理当前的拓扑且不需要更多的额外存储空间.这种模型对于描述时空拓扑提供了一种可行的解决方案.针对当前空间数据库和GIS应用都没有提供完备的空间关系一致性的处理方法,使得二者之间存在数据一致性维护方面的尴尬局面的现状,研究了对时空分析和表达具有重要影响的时空拓扑一致性的问题.通过对空间数据的拓扑一致性问题进行研究,分析了空间拓扑语义规则,扩展和改进了S.Servigne等人的拓扑约束模型,提出了一种全新的空间拓扑规则TR模型.最后,设计并实现了一个扩展的时空数据库处理引擎的原型系统.该系统在总体上采用了三层体系结构,包括应用程序和进行数据管理的时空数据库管理器,为应用开发提供各种数据提供、数据分析和数据表现等服务功能的中间件以及底层扩展的时空数据库管理系统.