空间关系包括空间度量关系、拓扑关系、方向关系等，其描述模型的研究主要集中在空间拓扑关系和空间方向关系上。经典的空间拓扑关系描述模型——九交模型和方向关系描述模型——方向关系矩阵模型分别在空间拓扑关系和空间方向关系的描述上得到了广泛的认同，但也依然有一定的不足。例如，九交模型不能区分空间邻近关系，对于带空洞的面与空间对象之间的拓扑关系描述也无能为力；方向关系矩阵模型限于描述参考对象为面对象的方向关系，但没有对其内部的空间方向关系进行详细描述，也没有考虑参考对象为线状对象的情况。而这些空间关系问题在城市规划成果(本文中简称为规划成果)的空间数据及文本描述中是存在的。规划成果的数据繁杂，从尺度层面上可以分为宏观的总体规划成果，微观的详细规划成果；从专项类别上又可以分为道路交通规划成果、土地利用规划成果、市政设施管线的规划成果等；从展现形式上还可以分为文本形式的规划成果，图件形式的规划成果。繁杂的规划成果之间具有很强的关联和约束关系，需要进行描述和识别，以利于城市规划成果的管理、分析，便于我们正确认知城市规划成果之间的关联和约束规则。而目前城市规划成果的空间关系的形式化描述的研究很少，针对这种情况本文研究了面向规划成果的空间关系描述模型及算法。本文分析了国内外在空间关系及描述模型上的研究及应用现状，探讨了空间度量关系的定量描述方法，研究了目前比较流行的空间关系描述模型的优缺点；根据规划成果GIS数据的空间关系特点，讨论了规划成果的拓扑关系检查方法，列举了可以直接被空间拓扑关系描述模型和空间方向关系描述模型所描述的规划成果中的空间关系，对需要在原模型基础上进行扩展才可以描述的规划成果中的空间关系进行详细分析，探讨了在九交模型基础上区分面／面邻接于点或线的描述方案、带空洞的面对象与其它空间目标的空间拓扑关系描述方案；本文在空间方向关系扩展方案的研究中，紧密结合了空间拓扑关系的识别和度量关系的定量计算，设计了参考对象分别为点、线和面的空间方向关系的描述方案。本文在空间关系组合描述研究上采用两种组合方式来描述城市规划成果的空间关系，分别是多种描述方法结合形成新的描述模型的方法和空间关系识别结果进行组合描述的方法。为明确的表达不同层次和同一层次的规划成果之间的空间关系，本文构建了基于规划单元的规划索引体系，解决不同层次规划成果之间部分尺度差异问题。在空间关系描述模型的实现部分，设计了空间关系描述算法，提出了规划成果的空间关系组合识别模式。实例验证部分以规划成果的查询为例，将空间关系的描述算法与规划索引体系相结合，验证规划成果描述模型及算法的有效性。