时空数据库是在空间数据库和时态数据库的基础上发展而来的。由于时空数据库包含独有的数据形式,即移动对象,使得对时空数据库的研究要比对空间数据库和时态数据库的研究复杂的多。在时空数据库的关键研究问题中,时空数据的索引与查询占据着重要的位置。查询是数据库中的基本操作,所以查询的性能决定了数据库的性能,而要得到高的查询性能就必须建立一个好的索引机制,对于数据量庞大的时空数据库而言,建立一个高效的索引机制更是重中之重。首先介绍了时空数据库的相关知识,主要说明了时空数据库中移动对象的相关概念和理论,并分别对时空数据的查询与索引方法进行了归类。其次对现有的时空数据库的主要索引结构进行了研究与分析。主要介绍了R树及其变体的索引结构,重点对时空数据库中关于移动对象的索引方法进行了系统而全面的归类与总结,分析它们各自的主要设计思想和存在的优缺点。再次对最近邻查询问题进行了分类,并给出相应的定义,主要分析了静态对象的最近邻查询方法和移动对象的最近邻查询方法。最后提出了一种新的基于时空数据库中轨迹最近邻的索引结构,该索引结构在R树结构的基础上对其进行改进,并引入两个辅助存储结构,一个是动态存储移动对象最近邻信息的表结构,另一个是用来在查询中实现直接访问叶节点的辅助缓存结构。基于提出的索引结构,本文给出了时间片最近邻查询算法和时间段最近邻查询算法,并进行了性能评估。实验表明,由于辅助存储结构的引入,使得基于该索引结构的最近邻查询所需的时间大大减少,从而提高了最近邻查询的性能。