近年来,地理信息系统获得了迅猛的发展,已广泛应用于公共管理、科学研究、商业及与人们日常生活密切相关的领域。地理信息系统对海量空间数据的存储、访问、表达和评估也变的越来越重要。传统的关系数据库能够支持空间数据的存储,却无法支持对其高效的访问,这是因为空间数据的多维特性与关系数据库的一般索引不相适应性,空间索引由此应运而生。在空间数据库的关键研究问题中,空间数据的索引与查询占据着重要的位置。查询是数据库中的基本操作,所以查询的性能决定了数据库的性能,而要得到高的查询性能就必须建立一个好的索引机制,对于数据量庞大的空间数据库而言,建立一个高效的索引机制更是重中之重。本文从当前业界普遍认同的主流空间数据库索引技术入手。首先,详尽地阐述各种空间数据库索引技术的基本原理和主要方法,并且剖析了各种空间数据库索引技术的主要设计思想和优缺点,针对R-树索引分析了它的各种优化方法。其次,基于对经典的R*-树的研究与讨论,提出一种改进的空间数据索引结构R0-树,并给出相关算法。其主要思想是在内部树结点存储外部对象,如果将这样的对象存储在树的更高层,则低层结点的最小边界矩形MBR的面积更小,从而有效地提高空间数据的索引效率。最后,基于相关索引算法的性能评价标准,采用大量真实的空间数据库实验测试数据集,完成了对所提出的R0-树索引与R*-树索引的测试与评估工作。测试结果表明,R0-树索引能够很有效地提高空间利用率,减少I/O访问次数,使索引性能得到大幅提升。