提供良好的空间负载平衡解决方法是近年来GridGIS研究领域新的研究方向。GridGIS系统中节点的高动态性、空间数据的高复杂性和多专题图层的高交互性使得GridGIS中的空间负载容易出现超载失衡、空间数据不可用、专题图层丢失等现象，造成节点失效和空间数据完整性丧失，甚至引发整个系统瘫痪。由此可见，空间负载平衡是GridGIS系统中重要的性能指标。　　 针对GridGIS系统的动态特征、空间数据的复杂特性和专题图层的交互应用等问题，本文运用构建对真实GridGIS场景具有应用价值的空间集市模型，并根据空间集市模型的相关理论结果和实验结论，提出基于多专题图层的空间负载平衡监测算法、空间负载平衡迁移算法和空间负载平衡定位算法。在上述研究成果的基础上设计实现基于网格空间计算任务处理系统Nebula的空间负载平衡模拟系统G2LB。　　 本文的主要贡献包括以下几个方面：　　 1.空间集市模型。本文构建了在GridGIS环境下基于多专题图层的空间负载平衡模型——空间集市模型，运用数学方法进行模型分析，建立模型的微分方程，给出模型的平衡点方程，推演并证明模型的相关数量指标和重要参数的数学期望。同时，针对空间负载迁移问题(即空间负载失衡问题)，建立空间代价函数，给出基于空间任务和基于空间数据的空间代价收益评估模式。通过实验模拟测试，验证空间集市模型的有效性和实用性，并深入分析了一些重要参数之间的关系。　　 2.基于多专题图层的空间负载平衡监测算法。本文结合空间特性，给出节点监测参数和空间监测参数两类空间负载监测参数指标，设定空间负载阈值，提出了基于多专题图层的空间负载平衡监测算法。同时，综合考虑系统全局和节点局部两个方面的空间负载信息状况，采用节点主动周期性地收集自己的空间负载信息方式，并同步发送给目录中心节点。　　 3.基于多专题图层的空间负载平衡迁移算法。本文根据不同的空间负载状况，提出了基于多专题图层的空间任务迁移、空间数据迁移、空间计算迁移和空间环境迁移四个迁移子算法，以空间数据的分布状况变化最小、空间负载迁移量最小和系统通信开销最少为原则设定四个空间负载平衡迁移子算法的优先级和选取原则，同时在空间计算迁移中重点研究专题图层的叠加操作迁移问题。　　 4.基于多专题图层的空间负载平衡定位算法。本文利用空间数据的冗余度和冗余空间副本所在的节点来定位空间负载迁移的目标节点，提出了基于多专题图层的空间负载平衡定位算法。本文采用空间副本定位和空间节点定位两种方式，提高了系统执行效率。　　 5.基于Nebula的空间负载平衡模拟系统G2LB。本文设计的模拟系统G2LB通过使用上述研究成果，达到向Nebula提供空间负载实时监测和及时平衡空间负载的目的，进而提高系统整体性能。