本文围绕人工智能领域中空间推理和时空推理中的一些热点问题,展开了研究和讨论。总结以往时空推理的研究工作,特别是时空逻辑方面的工作,研究如何建立更好的时空模型,并提出了可行的解决方案;重点研究了空间推理中区域间的方位关系表示和推理问题,给出了结合主方位和拓扑关系的空间对象表示和推理方法以及模糊区域间的方位关系模型;在时空推理方面给出了结合度量空间和时间的时空逻辑和结合位置关系和时间的定性时空表示方法。主要工作包括:(1)围绕着时、空理论统一和结合这条主线,总结和分析了时空推理的研究现状;(2)对目前时空逻辑的研究进行了综述;(3)对目前以点为基元和以区域为基元的方位关系模型进行了综述;(4)提出了一种结合拓扑和方位的定性表示和推理算法,能够处理多方面空间信息,给出一种对“同一”区域进行细化的方法,并提出了由内部主方位关系推导拓扑关系的一组规则;(5)基于区间值及其运算性质给出了不确定区域间方向关系表示及推理方法,利用区间值方向关系矩阵分析不确定区域间方向关系的隶属程度;(6)给出了结合度量空间逻辑和时态逻辑的时空逻辑模型;(7)提出一种综合方向、距离、时间的时空表示推理方法。本文的研究结果对于主方位关系分析、空间信息不确定性的处理、多种空间关系的综合和时空推理,都有较大的理论意义和应用价值。