缺乏分析和建模功能是当前空间信息系统的通病，而空间推理可以作为空间分析和建模的一个主要工具，弥补这方面的不足。由于空间推理的研究直接影响着GIS系统的设计、开发和应用，因而近年来受到了国际GIS及相关学术界的高度重视。随着研究的深入，人们逐渐认识到，空间推理本质上是定性的。定性空间推理是利用空间理论和人工智能技术对空间对象进行建模、描述和表示，并据此对空间对象间的空间关系进行定性分析和处理的过程。当前的定性空间推理的方法主要有基于谓词逻辑的、基于代数的、基于产生式规则的、基于组合表的和基于语义网络的。本文提出了使用地理本体来对空间对象之间的方向关系进行表达和推理。 本文主要围绕地理本体和定性空间推理中的这两个问题展开研究。以空间对象之间方向关系的定性推理为研究对象，分析和比较已有的方向关系表示模型，指出了其中的不足之处，对现有的模型进行了改进。为了有利于空间知识的共享和重用，也为了增强系统的推理能力，本文引入了地理本体。通过构建地理本体和应用本体，结合建立自定义规则库使得现有本体推理机Jena可以支持对地理概念的属性特征的推理。最后，本文设计并实现了一个原型系统，对空间对象之间的方向关系进行了推理，实验证明是正确可行的。