随着信息技术的快速发展，整个世界的数据容量成爆炸式增长，在强调“数据就是服务”的海量数据时代，如何有效实现海量数据的管理、传输、服务成为亟待解决的问题。空间信息应用作为海量数据管理的新兴应用之一，由于空间数据异构、多源、非结构化、多时空性等特点，使得空间数据的存储、传输、服务等问题更加突出。本文围绕G/S模式及其空间信息服务云体系结构“以数据为核心，以标识为主线”的思路，从分析数据的特点入手，研究多层面的数据标识技术，以空间信息服务云体系结构为基础，结合元数据库管理的基本思想，提出了一种基于空间信息服务云框架的多传感器数据采集与注册系统架构，以实现海量数据的快速感知和动态管理。同时，本文还按照这种多传感器数据采集与注册系统架构，并利用G/S模式及其空间信息服务云体系结构中已有的数据注册中心、地理信息浏览器等理论和技术基础，设计了一个基于地理位置信息的传感器数据采集原型验证系统，通过该系统中温度数据的采集、传输、管理、服务过程，对空间信息服务云体系中物理世界数据的获取和管理中的理论和原理进行了验证。最后还通过成都理工大学空间信息研究所自主开发的地理信息浏览器实现了实时采集温度数据的展示，该浏览器目前主要被应用在应急管理、灾害监控等系统中。通过以上工作，作者对物理采集数据、空间信息云服务架构、物理采集和交换相关原理进行了较为深入的研究，本文取得了以下研究成果：（1）一个多传感器数据采集与注册系统原型验证系统。由于基于G/S模式的多传感器数据采集与交换系统架构较为庞大，内容复杂，很难在短时间内全部实现，因此本文着重设计并实现了一个多传感器数据采集与交换系统架构的原型验证系统，用于对本文所述的各项技术与原理进行验证。（2）一套多传感器标记语言MSML（Multi-Sensor Markup Language）语法结构。本文根据目前物理采集系统中的实际需求，设计了一套多传感器标记语言MSML语法结构，为物理数据采集提供了统一的描述方法。这套MSML语法结构能够实现物理采集数据的注册、交换、分布和共享，为构建基于G/S模式的物理采集云提供技术支撑。经过前述研究，形成了一套具有一定理论创新性的物理世界数据获取和管理方法和技术，本文创新点如下：（1）提出了一种基于空间信息服务云框架的多传感器数据采集与注册系统架构。在研究国内外现有的数据交换标准的基础上，结合数据本身特点，针对物理世界数据在新兴行业的应用，本文提出了一种基于空间信息服务云框架的多传感器数据采集与注册系统架构，通过采集层、传输层、交换层和接口层的四层设计，实现物理世界数据的高效有序采集、传输、交换和共享。（2）提出了一种物理采集数据交换标准——多传感器标记语言MSML。通过对物理采集数据特点及其分类进行深入研究，结合G/S模式中数据交换标HGML（Hyper Geographic Markup Language）/XXML（XX Markup Language）的研究成果，本文提出了一种物理采集数据交换标准——多传感器标记语言MSML，为物理采集数据的统一描述提供支持。