地理信息科学，作为一门将现实世界空间信息和信息科学的理论技术结合的学科，经过多年的发展，特别是随着计算机网络技术和分布式技术的进步，已经不仅仅局限于为专业的研究人员提供数据服务、计算分析、决策支持等功能，它面对的将是更加广泛的用户群，无论是专业还是非专业的人员，都可以获得所感兴趣的空间信息。 面对新时期地理信息科学发展，无论从概念、数据组织管理上，还是从体系结构、系统设计、系统开发等各方面，都将发生惊人的变化，以满足不同层次、不同用户的需要。为了打破现在各个地理信息系统之间的壁垒，利用网络将这些系统连接在一起，达到信息存储和处理的高效性、一致性以及应用程序开发的方便、易维护和扩展，解决当前存在的诸如数据信息异构、分布式计算、互操作等问题，在研究了国内外相关动态和进展后，本文提出了建立开放环境下的GIS服务的体系结构。 论文共分为五章。在第一章，首先回顾了地理信息科学的发展历程，指出了在新时代地理信息科学的发展将和网络技术紧密结合，实现地理信息服务的体系结构。在讨论了地理信息科学当前发展存在的问题的基础上，引出了本文研究的重点和问题。 第二章具体介绍了建立开放环境下地理信息服务的概念、特点及表现形式，指出在开放环境下实现地理信息服务，突破信息鸿沟的关键是实现统一的标准和资源的互操作。 为解决空间信息网络传输、查询搜索、互操作等问题，第三章将空间元数据技术、GIS对象关系模型技术和分布式计算技术作为实现开放环境下地理信息服务的关键技术，在分别阐述了三项关键技术的理论研究的基础上，实现了简单的空间元数据库，建立了一套比较完整的GIS对象关系模型，分析了Java技术和RMI-IIOP技术在实现分布式计算的优势。 以前三章为基础，第四章探讨了Java技术在实现开放环境地理信息服务中的优势和解决方案，在国家863课题—基于SIG框架的(上海)城市空间信息基于开放环境下的GIS服务及实例研究服务应用系统，以及大型连锁超市网络配送课题的支持下，下地理信息服务原型系统的设计和实现。 最后，，本文对研究的主要问题和解决方法进行了总结，战提出了进一步的思考和讨论。