近年来地理信息系统获得了迅猛的发展，已广泛应用于公共管理、科学研究及商业，相应系统所面临要处理的数据量趋于海量化，对系统中空间数据的管理、表达和评估也变的越来越重要。由于空间数据本身的复杂性，以及目前对海量空间数据快速查询的要求日益提高，当前地理信息系统正面临着大数据量空间数据存储及管理的挑战。 海量空间数据的处理需要通过空间存取技术来提高处理效率。本文在回顾了地理信息系统海量空间数据存储与管理发展历程后，重点研究了B树、hB树、R*树等有代表性且效率较高的空间存取技术。在此基础上本文还对作为地理信息系统重要功能之一的空间查询操作进行了研究，详细分析了空间结合查询操作的三个阶段，并提出了基于R*树空间存取技术的优化的空间查询系统框架设计。 最后，本文探讨了一个基于数据库外部空间索引的空间查询系统实现方案，详细研究了该实现方案所要解决的问题和涉及的关键性技术，并应用该方案实现了一个基于R*树空间索引的空间查询原型系统。