气象GIS是中国气象局气象灾害预警工程中的一个重要的支撑项目，通过将GIS平台技术与气象领域行业应用模型融合，旨在为气象观测、气象预报预警、公共气象服务、气象科技支撑提供一个专业化的气象GIS平台。在气象GIS业务平台中需要建立能够支撑多种气象数据格式直接读写及动态显示气象时态数据的气象GIS数据引擎与气象时态数据模型。GDB-CLI的提出以及空间数据引擎、时空数据模型技术的发展，为海量气象数据的直接读写与动态显示分析服务带来了契机。本文针对当前气象业务系统中上述的两点需求，进行GIS技术、空间数据引擎、GDB-CLI接口、及时空数据模型等相关技术的研究，针对专业气象时态数据特点的气象时态数据模型及基于GDB-CLI标准接口的气象GIS数据引擎提出了设计思路及实现方法。论文首先分析总结了GIS技术在气象领域的应用现状及面临的挑战和时态数据模型和空间数据引擎在气象领域的应用现状，然后针对当前气象业务对气象数据读写、显示及分析的要求，提出关键技术、研究路线和方法。其次，根据空间数据引擎技术的发展情况和GDB-CLI技术的优势，选择了基于GDB-CLI标准接口设计气象GIS数据引擎，并典型实现了Micaps、AWX、BUFR三种气象数据格式的数据引擎。通过分析通用时空数据模型和气象时态数据特点及应用需求，借鉴了快照序列模型和面向对象时空数据模型的思路，设计了针对专业气象数据特点的气象时态数据模型，主要包括：针对台站观测数据的时态数据模型、针对雷达卫星数据的时态数据模型、针对台风数据的时态数据模型。最后，论文以厦漳泉（厦门、漳州、泉州）气象预报预警综合业务平台作为应用实例，将气象GIS数据引擎和气象时态数据模型应用到平台中，实现了各类气象数据的直接快速读写功能；具有海量时序气象数据的管理能力，解决了气象部门内部目前以文件数据为主、气象数据时序性管理困难的问题；能够良好的表达气象现象及进行高效的气象业务分析。本文的研究对于解决气象数据在GIS中应用的效率和便捷性具有较强的现实意义。同时，建立了开放空间数据引擎访问模型、基于GDB-CLI的气象数据引擎扩展开发接口、针对气象行业应用的气象时态数据模型，对其他行业数据引擎和时态数据模型建立具有一定的借鉴意义。