地理空间数据集覆盖范围广,涉及学科门类齐全。地学研究者需要跨学科、跨区域的大量地学数据,从繁杂的地学数据中发现未知关系,探索新的知识。但是,传统的以元数据为核心的地学数据共享平台没有充分利用地理空间数据集所特有的时间和空间属性,造成用户查询数据时常常出现查不准、查不全等问题。因此,研究和构建有效的地理空间数据集索引,实现地理空间数据集的高效、准确检索,对地学数据共享具有重要的理论价值和实际意义。本论文研究的总体目标是在已有地理空间数据索引研究的基础上,开展面向地理空间数据集的多级格网索引的研究,构建地理空间数据集的多级格网索引,实现基于多级格网索引的地理空间数据集高效、准确检索,促进地学数据共享工作中对数据资源的管理、集成和分析,发展多级格网索引的理论和方法,提高地学数据资源共享的服务能力。围绕研究目标,论文拟重点开展以下3方面的工作:(1)地理空间数据集多级格网构建的理论方法研究。分析、总结地学数据中地理空间数据集的时间属性特征和空间属性特征;分析地理空间数据集的时空特征对格网划分方法的要求和影响;分析格网的空间精度、时间精度;分析与格网相对应的索引的计算性能和检索性能;综合以上几方面的分析,提出构建地理空间数据集多级格网的理论框架,设计一个地理空间数据集多级格网方案。(2)基于多级格网的地理空间数据集索引研究与构建。根据构建出的多级格网,研究统一地理空间数据集的时空属性的理论和方法;分析时间属性和空间属性与设计的多级格网方案的层级之间的对应关系,研究时间属性和空间属性的分级方法,以此作为确定地理空间数据集的索引级别的理论依据;研究索引效率评价的方法,构建模拟数据,并进行实验研究,找出问题并加以改进。(3)介绍了基于地理空间信息多级网格检索系统的框架体系、模块组成、开发环境、功能开发的具体实现等过程。并通过测试验证了地理空间信息网格的原理和技术可行性,设计地理空间多级信息网格的数据存储结构和高效的数据检索方法,并通过实验进行验证,该结构和方法基于本体论,为地理空间信息网格的实际应用奠定技术基础。