目前,随着GIS的服务领域从地球表面向物理空间、人类经济社会空间、信息空间等多种虚拟空间的扩展,实体对象间需要描述的关联关系种类也将更加丰富,仅面向对象时空特征的关联关系已无法满足新的应用需求,考虑对象属性特征而产生的关联关系得到了越来越多的关注。本文在新一代GIS——全空间信息系统的背景下,围绕多粒度时空对象的属性关联关系展开讨论,对其概念理论、构建方法、可视化方法进行了研究,为多粒度时空对象建模提供理论依据,为基于关联关系可视化的各种关联分析、深度知识挖掘、决策支持等应用提供有力的信息支持。论文的主要内容如下:(1)通过对实体对象间关联关系理论研究、构建方法以及可视化方法三个方面进行现状分析,得到目前GIS中实体对象间的关联关系研究存在的问题,提出了论文的主要研究目标和内容。(2)阐述了多粒度时空对象属性关联关系的基本理论,明确其概念、分类方法、特点及组成内容;研究了关联关系强度计算模型的分类及基本的计算方法,设计了面向不同关系功能的约束规则;提出了两种属性关联关系的描述方法。(3)设计了多粒度时空对象的属性关联关系的数据模型与存储格式;提出了多粒度时空对象的属性关联关系构建的原则与构建流程。针对无数据源的情况,提出了属性关联关系可视交互构建的方法,包含支持关系类型复用的关系网构建、基于对象动态可视化的关联对象选取以及关系网元素生成三部分内容;针对有数据源情况,提出了属性关联关系的批量转换构建方法,详细设计了数据预处理和数据转换中每一步的具体方法和流程。(4)分析了多粒度时空对象属性关联关系可视化需求,形成了可视化表达体系,设计了可视化流程;分析了现有关系网络可视化中存在的关系边穿越节点的视觉歧义问题,提出了基于三次Bézier曲线的节点规避的边布局算法;分析现有关系方向可视化中存在的视觉混乱问题,提出了基于渐变绘制的关系边方向显示优化方法;设计了三种面向多粒度时空对象属性关联关系的可视化交互方法。(5)设计并实现了多粒度时空对象属性关联关系构建与可视化的原型系统,设计了系统的总体框架以及功能模块,在模拟和真实案例背景下,测试每个模块的具体功能,验证了相关研究成果的合理性和可行性。