应用冻土模型模拟多年冻土的空间分布和水热特征,将对生态环境保护、水资源利用和基础设施维护具有重要的意义。但是,传统的独立式和封闭式网络环境下的冻土模型在应用过程中存在一些局限性,主要表现为以下几个方面:大多数冻土模型以数学公式、源代码或可执行程序的形式存在,模型使用者在使用模型时,需要具备编写代码、编译程序和配置程序的专业知识;模型与数据之间具有高度的耦合性,在执行模型模拟之前需要通过复杂的预处理流程,将获取的多源异构数据处理为模型需要的输入形式。针对冻土模型应用过程中存在的问题,提出了模型服务化的解决方案,并对冻土模型服务的设计和实现进行了研究。重点完成以下几个方面的工作:首先,基于不同的组件,设计实现了在线冻土模型服务接口,模型组件提供的接口负责模型元数据的读取、数据预处理以及模型程序的执行,数据组件提供的接口负责模型输入数据的获取和数据的上传,功能组件提供的接口负责模型结果的验证及可视化。其次,针对冻土半物理模型和物理模型中,模型输入数据多,数据预处理流程复杂的问题,将冻土模型的输入数据分为驱动数据和模型参数,根据分类结果提出了适用于大多数冻土模型进行数据传递的方案。在总体设计的基础上,结合GIS工具、开源软件框架和模型程序,对各个组件对应的接口进行了功能上的实现。最后,使用经验统计模型(高程模型、年平均地温模型)和半物理模型(冻结数模型、多年冻土顶板温度模型)模拟了青藏高原多年冻土的空间分布,应用物理模型(GIPL2.0)模拟了唐古拉站点的多年冻土活动层水热状况。结果表明,在线冻土模型服务能够为多年冻土模拟提供新的方法和手段,使冻土模型更容易发现和获取,降低模型的使用难度,使冻土模型的应用能够面向更广泛的用户。通过模型代理的方式进行模型的封装和管理,能够避免对模型程序的更改,降低冻土模型服务开发的周期和成本,将更多的冻土模型添加到在线冻土模型服务中。冻土模型服务通过数据库结合配置文件模板类的方式实现模型输入数据的自动获取和转换,避免冻土模型在实际的应用过程中,空间数据传输效率低和复杂的数据预处理造成的问题。通过在线冻土模型服务提供的模拟结果后处理功能,模型使用者可以对实测数据和模拟结果进行验证与可视化,直观的判断模拟结果与观测结果时空分布趋势的一致性,分析模拟误差产生的原因。