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空间数据挖掘(SDM)所研究的是主题对象与其邻域中对象之间的空间关系。空间数据挖掘需要对多种空间关系(包括拓扑关系、方向关系、距离关系以及它们的任意组合)进行查询。空间数据挖掘查询的这个特点给现有的空间索引和数据访问技术带来了挑战。要实现对空间关系的查询，就必须执行空间连接操作。如果要对多种空间关系进行查询，还需要执行多次空间连接操作。由于空间连接是空间数据库中最复杂也是执行代价最高的操作，因此利用现有的空间索引和数据访问方法来支持空间数据挖掘查询，势必会导致高额的处理代价。基于以上考虑，本文针对目前空间数据挖掘查询效率的问题，进行以下几个方面的研究工作：(1)研究了基于R树的方向关系查询处理方法，定义了四元组模型表示对象MBR间的方向关系，给出了基于R树的处理方向连接过滤(filter)步骤的方法，并将提炼(refinement)步骤细化为三种不同的操作。实验证明，所给出的方法能够高效处理任意二维对象间的方向关系查询。(2)研究了联机分析挖掘环境下的范围距离连接查询处理方法，给出了一种基于距离连接索引增量实现的方法以高效处理联机范围距离连接查询，该方法创新地使用距离连接的选择性估计方法来对连接索引进行选择实体化，同时利用不同距离函数在遍历R树时进行快速剪枝，从而实现了对距离连接索引高效地联机计算。(3)介绍了一种支持空间数据挖掘查询的索引和数据访问方法——距离方向连接索引(DDJI)及其增量实现方法，研究了基于DDJI的各种空间数据挖掘算法的统一实现技术，从而为实现空间数据挖掘和地理信息系统(GIS)数据库的紧密集成奠定了坚实的基础。(4)基于DDJI设计实现了一个空间数据挖掘实验系统，通过该系统对以上的研究成果进行了验证，证明了所做工作的有效性和实用性。