地理信息系统（GIS）以数据的形式表达现实世界中的客观对象（如公路、土地利用、海拔等），如何从海量的数据中快速、方便地获取用户所需要的数据，成为学者们关注的焦点。空间索引提供了一种合适的方式，能够提高用户获取信息的速度，但其性能往往会随着索引数据量的剧增而下降。把空间索引技术和P2P技术相结合，形成基于P2P的空间索引网络，能够充分利用互联网中众多终端节点所蕴涵的处理能力和潜在资源，实现数据的快速共享。　　本文对已有的混合结构P2P空间索引网络分析总结，在索引网络中加入一种新的缓存机制，优化节点的资源选择策略，使其优先选择本地资源，减少网络资源的消耗。该缓存机制针对多尺度、多图层的四叉索引网络结构以及用户查询需要，实现了对多个图层空间矢量数据的缓存。此外，将图层、查询频率等因素作为缓存更新价值，设计了一种基于遗传算法的多图层空间矢量数据缓存更新策略，并通过仿真实验验证，其可以提高缓存命中率，减少查询跳数。最后，设计并实现基于P2P网络的空间矢量数据在线服务原型系统，在该系统的网络加入本文提出的缓存机制，并分别进行功能测试和性能测试，功能测试验证了改进后系统的可行性，性能测试的结果表明改进后的系统能够有效利用本地资源，减少用户查询的响应时间。文本的研究推动了空间矢量数据在线服务系统质量的提升，为海量数据索引网络的研究提供了新的思路。