本文研究的重点是以万维网地理信息系统(Web Geographical Information System,WEBGIS)中的服务质量(Quality of Service,QoS)问题为出发点,通过对GIS 服务质量因素、缓存和空间索引结构等问题的研究,为进一步系统地研究WEBGIS 中的QoS 问题做铺垫。万维网地理信息系统是当今GIS 的发展方向,即利用Internet 在Web 上为用户提供空间数据服务。提供服务的目的是满足用户的需求,而服务的QoS 是要针对用户的特点提供满意的服务。对QoS 问题的研究包括建立QoS 的评价体系、用于支持QoS 的技术和建立QoS的技术支持体系等。本文认为, 万维网地理信息系统将以数据服务中心和专业服务中心为基础为用户提供空间数据服务。从用户的角度,GIS 服务可分为地理空间信息的管理服务、数据服务、处理服务、搜索与导航服务和其它增值服务等。本文探讨了各种万维网地理信息系统服务中的QoS 因素,同时本文探讨了两种保证QoS 的关键技术-空间索引和缓存技术问题。空间索引技术是本文研究重点,主要研究了R*树、PK 树和Hilbert R 树等有代表性且效率较高的索引结构。总结出从查询效率上来看,PK 树效率最高,Hilbert R 树次之,R*树最差,而PK 树的存储效率不如Hilbert R 树和R*树高。本文同时研究了在Hilbert R树和PK树基础上建立的平衡PK树索引结构、启发式Hilbert R 树算法、以及探讨利用Voronoi 图的空间概念进一步改进平衡PK 树、启发式Hilbert R 树等比较有创造性的方法。缓存技术是提高系统性能保证QoS 的另一个重要手段。本文提出了基于缓存技术的数据代理服务器概念,用于在网络环境中提供高性能的区域数据服务,大大增强了GIS 服务器的伸缩性和系统综合性能,可以大大缩小网络负载,缓解网络带宽瓶颈。最后,本文简要介绍了我们实现的中国地质图书馆网上地图发布平台的体系结构和设计思想,以及Web 应用的问题,然后分析了该地图发布平台的地图显示问题,并总结归纳了WEBGIS 系统在建设过程中的十五个关键因素。