地理时空数据可视化是把视觉思维、模式辨识和计算机数据存储、处理能力相结合,将地理现象的空间分布、时空变化等利用图形的方式直观地表达出来。地理时空数据可视化是理解时空数据组织和表达地理学现象的重要手段。图是一种抽象的数据结构,它可以用来作为时空关系的数学模型。图结构关系是基于网络节点和连接的拓扑关系,直观地展示地理信息时空数据中潜在的模式关系。图结构关系作为地理信息时空数据中关系可以表达网络拓扑图、社交网络图等。具有图结构特征的时空对象可视化如社交网络的可视化、人口迁徙的可视化是地图可视化研究领域中的一个热点问题。具有图结构的时空对象的可视化对于进一步了解时空间数据的变化规律和为用户提供时空信息认知都用重要的意义。本文以具有图结构的时空对象为切入点,分析具有图结构特征的时空对象及其变化类型,建立以图结构为数据组织的时空对象表达方法。使用动线地图符号对图结构时空对象的变化进行符号化,用来表达以图结构为数据组织形式的地理对象。本文的主要研究内容与成果如下:(1)具有图结构特征的时空对象变化的表达方法具有图结构特征的时空对象数据类型主要分成空间数据类型、时间数据类型和属性数据类型三种。在表达方法中,将具有图结构特征的时空对象变化分成属性变化、时间变化和空间变化的三种变化形式,其中属性变化包括数量的变化和质量的变化;时间变化主要是时间节点和时间区间的变化;空间上的变化主要体现在空间几何形状和空间几何位置的变化。本文主要利用动线符号的视觉变量和空间几何特征对时空对象的变化进行概念层面上的表达模型的构建。该表达方法最大的特点是结合动线符号的几何特征(定位、移动方向等)和视觉变量(静态视觉变量、动态视觉变量等)的特征,来表达图结构时空对象的变化。(2)具有图结构特征的时空对象符号化算法具有图结构特征的时空对象符号化表达是从动线符号的符号化进行研究,针对动线符号的几何特征进行符号形状的扩充。结合图结构时空对象的表达方法将单一图元结构动线符号的形状拓展成复杂的具有图结构布局的地图符号。将动线符号分成图元动线符号、基本动线符号、可扩展动线符号三种类型,其中图元动线符号用来表达点状地理对象的变化情况;基本动线符号用来表达线状地理实体的变化情况;可扩展动线符号用来表达面状地理对象的变化情况。针对时空数据原始数据连接混乱,本文使用动线符号与边绑定算法相结合,将图结构时空对象中运动方向相同的弧段进行聚类,减轻了视觉混乱等问题。本文提出了具有图结构特征的时空对象表达类型的符号化算法来对地理现象进行可视化表达。相比传统的地图符号化算法,具有图结构的时空对象符号化算法不仅利用动线符号来表达图结构时空对象的移动方向,还可以利用权重来反映图结构时空对象的属性值。对于图结构时空对象中边结构的变化,如合并、分裂等可以直观的表达。结合动态地图的表达方法,突破了静态地图只能表达单一状态的限制。