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论文对当前地理信息系统(GIS)中存在的多种数据模型进行了分析。从人们对地理世界的认识出发，对GIS中的时间和空间等一些重要概念做了论述，在此基础上讨论了GIS的概念数据模型。 借鉴点集拓扑理论在空间拓扑关系中的应用，把这一理论拓展到了时态拓扑关系的分析中，给出了时态拓扑关系的定义、描述和应用例子。 运用面向对象的分析技术，对GIS中点、线、面基本对象类和复杂对象类的分析与描述，结合时空拓扑的描述，总结出了一个面向对象的GIS时空数据模型，体现了面向对象理论在GIS时空数据建模中的思想。运用此模型，设计了一个基本的GIS电子地图实验系统，实现了GIS中地图对象的创建、地图的漫游、缩放、查询等功能。在最后的结论中，指出了GIS与数据库结合的问题以及发展的关键技术。