基础地理空间信息在能源、交通、环境、国土规划等多个应用领域中发挥着越来越重要的作用。由于受空间信息应用领域、编制和管理空间信息数据所采用的应用软件以及各应用部门的行业标准和应用目的等因素的制约,致使空间信息数据的采集、加工、处理与应用等各个环节均存在着数据组织方式各异、数据重复建设等问题。如何实现空间元数据之间的互操作是为解决地理空间信息共享、提高空间数据的使用效率、消除信息孤岛的关键问题,也是当前地理空间信息科学研究所面临的一个难题。尽管OAI协议在地理信息领域应用的成功经验还不多见,但OAI协议的制定为在空间元数据级别上设计实现一个统一高效的互操作框架创造了条件,为海量地理空间信息的有效管理和共享提供了解决途径。本文在深入研究有关国内外空间元数据互操作技术和OAI协议技术框架的基础上,讨论并分析了现有空间元数据互操作的方法以及利用OAI协议来实现空间元数据互操作的可行性。鉴于OAI协议的灵活性、开放性和可扩展性等特点,本文将OAI协议所制定的技术框架应用到空间信息元数据的互操作中,设计并实现了一个基于OAI协议的空间元数据互操作框架模型。该模型主要包含空间数据提供者和空间服务提供者两个角色。模型的核心功能是实现两者之间的互操作,即空间数据提供者通过搜寻接口的方式发布空间元数据,同时空间服务提供者通过收集器对所发布的空间元数据进行收集和存储,并在所收集的空间元数据基础上为用户建立检索服务。实验证明该模型能够将OAI协议成功地应用到空间元数据的互操作中,实现了空间元数据互操作及共享机制,为空间信息元数据的传播、共享、分发以及互操作提供了一种新的解决办法。