空间数据不同于一般的属性数据，主要有以下特征：空间性、抽象性、多尺度与多态性。能否实现适合于多用户、大数据量且支持空间数据与非空间数据无缝集成，满足数据的开放性和可扩充性、数据操作的并发性、数据维护与安全性管理等要求的GIS应用系统，是数据库建成成败的关键因素之一，因此空间数据的组织方式成为影响数据库建设的主要因素，不同的空间数据组织，其数据管理效率、数据共享、适用环境等都有着明显的差异。 本文主要是依据“数字山东”空间数据库建设要求，研究国内外元数据内容标准和空间数据组织模型，提出以“元数据”为基础把已有的各种基础地理数据有机地组织管理起来，该模式有利于建立完善的数据存储机制，便于数据的检索，提高系统查询及检索速度。本文针对空间数据的内容，设计了一系列的元数据内容，包括基础数据元数据和管理元数据；本文对省级基础地理空间数据库进行了概念模型、逻辑模型、物理模型三方面的设计，并从数据管理和数据集成的角度把数据库分为三类，包括成果数据库、历史数据库、信息服务数据库；并基于元数据的数据组织模式完成了省级空间数据库管理系统的建设，对系统功能进行了详细的设计和实现。本文可为以后各省份和城市的基础地理信息数据库建设提供参考。