近年来，空间信息服务在技术及应用上都取得了长足的发展，Web服务技术使得空间信息服务具有灵活的体系结构，基于Web服务技术的空间信息服务可以解决体系结构僵硬与互操作性差等瓶颈问题。然而，它所提供给用户的空间数据资源和空间处理模块是分布存在于网络中的，相应的空间信息服务也是分布的，因此需要一套高性能的分布式互操作的机制，实现对网络上分布的空间信息资源实现最佳的访问和调用，利用互联网技术实现异源、异构的空间数据共享。　　 网格技术的特点正好符合了新一代开放分布式GIS发展的技术需求，为空间信息的获取、管理、处理、服务提供了新的技术途径，可以应用于空间信息服务的许多方面。同时，网格技术可以改善空间信息服务的质量和效率，为当代的空间信息科学带来了发展的机遇。　　 本论文将网格技术引入空间信息服务领域，研究如何利用网格相关技术来解决空间数据在共享、集成以及互操作等方面的问题。论文通过研究网格GIS体系结构和网格环境下GIS互操作，提出了网格环境下空间数据互操作框架，同时，分析了网格环境下空间数据管理、访问、互操作的重难点问题，提出了相应的解决方案，即以网格基础设施为基础，结合OGC互操作规范和数据访问集成规范，提供一体化协同、智能化透明的空间数据服务，增强异构系统中海量分布式空间数据的访问与处理，最后选用Globus Toolkit4.0和OGSA-DAI中间件进行了原型系统的开发。本论文主要的研究重点主要表现在：　　 (1)探讨空间数据互操作及网格相关技术。论述空间数据互操作和空间信息服务的基本概念、空间数据互操作对网格GIS研究的重要意义，讨论了相关的网格计算、网格体系结构、网格中间件等主要支撑技术。　　 (2)结合在网格GIS体系结构和网格环境下GIS互操作等研究，探索适合网格环境下的海量空间数据互操作的框架体系和策略。　　 (3)探讨了网格环境中数据资源的特征，提出空间数据的组织方式及管理面临的问题。由此提出采用网格元数据目录的方式来管理网格环境下空间数据资源，并描述了网格虚拟组织(VO)中存储空间数据的节点的部署方式。　　 (4)研究网格环境下的空间数据访问、集成机制。针对网格环境下空间数据管理，引入开放网格服务结构下的数据访问与集成(OGSA-DAI)中间件，扩展OGSA-DAI针对空间数据操作的活动接口，实现空间数据的访问。　　 (5)介绍了基于网络服务资源框架(WSRF)规范的网格服务模式及其开发步骤。针对空间数据状态多变的特点，选用Globus Toolkit4的工厂模式进行网格地图服务的开发。　　 (6)基于网格环境下空间数据互操作研究的讨论，采用Globus Toolkit4作为开发工具构建了原型系统。详细介绍了如何利用网格环境下空间数据互操作框架所涉及到的网格环境下空间数据的管理、访问及服务模式技术，最后对系统进行了配置和开发实现。