万维网地理信息系统（WebGIS）是Internet技术应用于传统地理信息系统（GIS）的产物，GIS通过WWW功能得以扩展，正在成为一种大众化的工具。但是，随着WWW技术的蓬勃发展，WebGIS的进一步发展则面临着新的挑战，它需要寻求新的技术来解决WebGIS的开放性问题。空间数据共享则是实现开放的WebGIS的基础。近年来，可扩展标记语言XML的出现为Web带来了新的数据存储和交换机制，它和由W3C提出的语义Web（Semantic Web）相结合，为实现空间数据共享迎来了新的契机。本文深入分析了当前WebGIS的技术特点，探讨了其存在的主要问题，从基于XML的地理信息新技术GML的角度对多层结构的WebGIS进行改进，主要包括以下几方面的工作：（1） 通过使用由OGC提出的地理信息编码规范GML，结合传统的B/S结构，提出了一个基于GML的WebGIS多源空间数据共享模型。该模型重点强调数据层次的共享，从本质上解决多源空间数据的网络获取与交换。（2） 利用GML表达公共空间数据模型，参照相关标准并结合空间数据管理和导航的需要，设计了基于GML的空间数据公共交换格式，并详细探讨了数据源GML包装器的设计，以实现多源空间数据的集成，使之成为网络空间数据共享和管理的平台。（3） 研究了基于关系数据库的共享空间数据存储和管理。（4） 在三层结构的客户端，针对现有的WebGIS客户端查询功能弱，平台依赖性强的问题，提出了基于客户端GML缓存的查询思想。通过这种设计，结合空间数据集成查询的特点，充分发挥了客户端的处理能力。在XML查询语言XQuery的基础上，提出了GQuery查询语言以支持对GML多源空间数据查询；最后还设计了支持GQuery查询的GML解析器。