在地理信息系统中，空间数据索引技术是研究如何建立索引结构以提高空间数据库上检索效率的一门科学。空间数据索引结构，主要分为三类：线性的空间索引、基于网格的空间索引和基于树的空间索引，他们都具有自己的特点并且都能够大幅度提高在空间数据库上进行查询的效率。本论文在分析、介绍了各类索引结构特点的基础上，主要围绕两个问题进行了研究：一是提出一种新的R-树静态加载方法；二是提出了一种新的空间连接索引方法。在R-树静态加载的方面，Hilbert packed R-树算法在构建R-树的过程中容易造成结点之间的重叠而单纯通过聚类方法构建R-树又造成时间上消耗过高。针对这一问题，本文将两种方法相结合，提出了一种新的静态加载算法。该算法具有时间消耗低、存储利用率高，而且查询效率高的优点。实验数据表明，无论是点查询性能还是区域查询性能，由HilCluster算法构造的R-树比前面提到的两种静态加载算法都有较大优势，尤其是在数据分布不均匀的情况下，优势更加明显。在空间连接方法的方面，在空间多路连接过程中，出现的有且只有一方有索引的情况，如果采用种子树算法进行连接则具有I／O花费高而且通用性不强的缺点，针对这一问题，本文提出一种新的空间连接方法。这种方法的优势在于，连接结果的索引是在前面两个空间关系连接过程中生成的，连接完毕，产生的结果是带索引的空间关系，可以立即与第三个数据集合执行连接操作。试验证明新算法在执行效率上要优于种子树算法，而且具有很好通用性。