在土地管理的过程中产生了大量的历史数据，存储并使用这些与日俱增的大量数据对土地信息系统(地理信息系统)的时空数据管理功能是一个巨大的挑战。土地变化的模拟、查询和显示的根本在于时空数据模型的建立。本文在对时间、空间语义分析的基础上，借助面向对象的思想，主要从两个角度进行了时空数据建模的研究，一方面是技术层面；另一方面是应用层面。围绕这两个方面，本文主要做了以下工作： ● 对时空概念建模的基本概念进行探讨。深入分析了时间、空间和时空的语义，尤其深入分析了时间的主要概念，对时间概念和空间概念的异同进行了辨析，为时空建模打下了基础；结合空间概念模型，指出存在四种时空概念模型；最后，对时间关系、空间关系和时空关系的描述和表达进行了深入分析，为时空关系的分析提供了理论基础。 ● 提出了一个面向对象的时空属性概念模型。首先，对时空数据模型的分类进行了研究，分析了现有时空数据模型的优缺点，指出了面向对象时空数据模型的优点；然后，利用面向对象的思想将时空世界抽象为由时空属性对象(SpatialTemporalAttributeObject，简写为STAO)组成，而STAO又是空间类、时态类和属性类的聚合，并利用UML对空间类、时态类和属性类等进行了表达，形成了面向对象的时空属性概念模型(Object-Oriented SpatialTemporalAttribute Conceptual Model，OOSTACM)；最后，对时空约束条件和时空操作进行了分析。 ● 形成了一个面向对象的地籍时空属性概念模型。首先，研究了土地及其地籍的时间特征，运用面向对象的思想深入分析了地籍领域中存在的各个对象，指出地籍领域中存在时空属性对象和属性对象，宗地是时空属性对象；然后将OOSTACM扩展到地籍领域中，形成了面向对象的地籍时空属性概念模型(Object-Oriented CadastralSpatialTemporalAttribute Conceptual Model，OOCSTACM)；最后分析了地籍领域各时空属性对象之间的关系和宗地的时空变化方式。 ● 设计了地籍时空逻辑数据模型。首先结合时空数据的特点和计算机理论提出了时空逻辑数据模型设计的基本原则，为地籍时空逻辑模型的设计提供了标准。然后结合面向对象的地籍时空属性概念模型和地籍管理实际要求，采用扩展时空复合模型、基于对象-关系空间数据模型、把时间作为宗地的属性，形成了地籍时空逻辑数据模型，同时针对地籍时空操作进行了研究。