该文围绕人工智能领域中时空推理(Spatio-temporal reasoning)及应用的若干关键问题进行了研究和探讨.时空推理由时态推理和空间推理发展而来,已成为近年来人工智能以及地理信息系统、时空数据库等相关领域的研究热点.该文对时空推理中一些未解决问题进行了探讨;改进了部分模型和算法;并将这些理论研究成果应用于实际领域.具体工作包括;(1)总结和分析了时空推理的研究现状;(2)提出了区域连接演算的多维扩展,并应用于机器视觉中对遮蔽关系的定性表示;(3)提出了处理时空信息的不确定性、模糊性和粒度的三个模型,并分别应用于GIS、空间数据挖掘和时空数据库;(4)提出了两种处理综合时空信息的模型;(5)把定性空间推理和时空推理方法应用于GIS,提出了定性空间查询语言和时空查询语言;(6)总结了移动对象数据库研究现状,提出了一种改进的公路网移动对象模型.该文在RCC多维扩展、时空粒度等方面的研究结果,在一定程度上补充和完善了时空推理的理论体系.在时控信息中模糊性、不确定性的处理和综合时空信息等方面,发展了现有理论.在空间和时空查询语言、移动对象数据库、机器视觉、空间知识发现等领域应用了时空推理方法,较好地解决了一些应用问题.