随着社会和科学的不断进步和发展,人类认识世界、模拟世界的能力逐渐提高,地理学在其中发挥着重要的作用。地理建模与模拟作为分析地球系统的科学有效工具,逐渐成为现代地理学的研究热点。随着地理模型研究的不断发展,其自身复杂性随之提高,模型之间的关系也更为复杂,使得研究者在科学认知地理模型上的难度大大提高。而传统的地理模型元数据注重模型属性信息的表达,未能实现对地理模型应用与发展信息的描述,导致研究者难以获取模型完整信息。鉴于地理建模的专业性和领域相关性,地理模型的科学使用依赖于研究者对地理模型的认知程度,模型应用与发展信息的规范化表达有利于构建地理模型的完整描述体系,便于研究者深度了解模型,进而更好的使用模型。本文针对不同地理模型的应用与发展特征,通过构建时空谱系对地理模型应用与发展信息进行描述表达,以弥补传统地理模型元数据的缺点和不足,实现地理模型的规范化和完整表达,进而便于研究者认知地理模型。基于此,论文的主要研究内容和成果如下:(1)地理模型应用与发展要素及其关系分析。收集来自于不同研究领域及不同复杂程度的地理模型应用与发展相关研究,归纳总结其一般性特征,继而分析描述地理模型应用与发展的基本要素及其关系,奠定本研究的理论基础。(2)地理模型应用与发展信息时空建模。以所提出的基本要素为基础,分析地理模型应用与发展过程中的时间和空间信息,构建地理模型时空谱系对模型应用与发展过程进行规范化描述。并通过时空数据建模方法对应用与发展信息进行结构化表达,便于数据的存储和管理。(3)模型应用与发展信息提取方法的设计。针对当前地理模型应用与发展信息收集中存在的问题,设计了基于科学文献的信息提取策略和基于VGI理念的面向大众的收集方法,力图提高信息收集的效率。(4)搭建基于开放式网络环境的时空谱系展示平台。鉴于地理模型知识共享的困难,本文通过设计开放式信息展示平台实现对地理模型应用与发展信息的快速共享。并选取了发展历史悠久、结构复杂、应用众多的SWAT模型作为研究案例,对本研究所设计的时空谱系进行验证。基于当前地理模型使用中的知识需求,本研究试图设计地理模型应用与发展信息的统一化描述方式,降低研究者获取模型知识的代价,提高研究者对地理模型的认知度,提高地理模型使用效率。同时通过所构建的时空谱系也可以对地理模型之间的关系进行梳理,支撑地理模型的集成和共享,具有较高的理论和应用价值。