地理信息系统是用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统,地理数据由属性数据和空间数据构成,80%以上的数据都具有空间属性。而这就涉及到空间数据的存取问题以及存取效率,属性数据和空间数据的无缝组织等问题。人们尝试以多种方式来解决此问题,从而产生了多种解决方案,也各有优缺点。GIS的数据模型也因此成为了一个研究的热点。面向对象是当前计算机界关心的重点,是软件开发方法的主流。它不仅在软件工程中起了非常大的影响,而且在其他的各个应用领域都产生了广泛且深远的影响。将面向对象和GIS结合起来,人们提出了面向对象的地理信息系统(Object-Oriented GIS)。本文分析当前几种GIS数据模型的优缺点,指出面向对象GIS数据模型的优点,并对GIS数据组织形式进行了详细介绍。对面向对象基本理论进行基本阐述,得出其与GIS结合的可行性。本论文采用面向对象方法,对GIS中空间对象的数据模型、语义定义、对象间的基本语义关系、对象的基本空间操作及拓扑结构、地理数据的组织等方面进行了较全面的探索和研究;并对面向对象GIS空间数据存储与索引机制进行了研究。在此基础上,提出了面向对象GIS数据模型的框架,最后本文分析和设计一个基于面向对象数据模型的系统框架。