移动GIS是在移动计算环境下集成了移动通信、全球定位、互联网等多技术支持的高度浓缩、高度精简的GIS软件系统。移动性及实时性是移动GIS最大特点,如何保证移动GIS快速响应机制是关键。作为移动GIS的关键技术之一,空间索引技术是整个系统效率的核心,其性能的优劣直接影响空间数据的存储效率和空间检索的性能,关系到移动GIS的整体性能。因此,研究适合于移动智能设备的移动GIS空间索引技术成为移动GIS领域中的一项重要课题。首先,本文对移动GIS空间索引基础理论进行了研究,按照索引区域和面向对象分割原理的方法对空间索引进行了分类,并分别从索引结构、索引建立、操作算法和算法性能等多个方面进行了详细地分析,通过比较分析其空间索引的结构原理和操作算法,指出其特点和存在的问题。在此基础上本文提出了空间索引算法的改进和设计思路。其次,本文针对移动GIS平台下空间数据模型的特点,在移动GIS空间索引基础理论研究基础上,提出了一种动态划分索引空间的空间索引结构——DOQR树;随后详细介绍了DOQR树的结构,以及插入、查询、删除、更新等空间索引操作。采用C++面向对象思想设计了空间索引接口类ISpataialIndex和DOQR类,并将空间索引融入到自主研发的移动GIS软件MiniGIS中,且在智能手机上对模拟实验数据和真实地理数据进行了测试。通过在移动GIS平台下对性能指标的比较和分析,结果表明,DOQR树构建、查询效率要高于常规四叉树和经典R树。在研究空间索引理论的同时,本文使用eMbedded Visual C++4.0从底层设计并实现了移动GIS系统软件MiniGIS,详细地介绍了移动GIS体系结构以及系统核心关键技术,并且将本文提出的空间索引DOQR树成功应用到该系统中。在上述工作的基础上,本文对移动GIS在数字城市网格化管理中的应用进行了有益探讨,并对原型系统进行了行业定制,设计了数字化巡检原型系统。最后以数字化校园巡检系统为实例,详细介绍了巡检系统中工作流程。实验证明,移动GIS系统与DOQR树结合能在数字化巡检系统中充分发挥其优越性,提高系统的整体性能。