时间的引入使GIS的信息量大大增加,并增加了数据库管理的复杂性,传统GIS已不能胜任,必须建设新的时态GIS,时态GIS正成为GIS研究和应用的重要领域之一。时态GIS的关键问题是建立合适的时间与空间联合的数据模型——时空数据模型,更有效地组织、管理和完善时态地理对象的属性、空间和时间语义,以便重现历史状态,跟踪变化,预测未来。本文首先以时态GIS和时空数据模型理论为基础,在基态修正模型的基础上进行改进和扩展,提出以两级对象变化基数分别确定实基态距和虚基态距的方法——基于虚基态的基态修正的面向对象时空数据模型,对传统的基态修正模型进行了改进,较好地解决了历史数据的存储和检索问题。基态修正模型是解决时空数据的存储问题,而面向对象数据模型是解决时空数据的组织问题,二者结合可以有效地解决时空数据的存储和组织。这部分的内容是研究的理论基础。其次,在自主研制开发的旅顺自来水管网系统过程中,对理论模型进行进一步的验证,从系统需求分析、总体结构设计、数据库设计与实现、系统功能实现等方面结合数据模型的应用进行了介绍。系统采用了组件式开发方法,以ESRI公司的MapObjects控件为依托,直接使用Shape文件以及dbf表作为数据平台,在Visual C++开发平台上利用程序控制,结合MapObiects对Shape文件数据的操控方法来实现对图层的基本操作、数据存储过程、产生历史数据索引、以及历史数据查询。应用结果表明,基于基态修正的面向对象时空数据模型对于实现具有时态功能的小型地理信息系统的设计和开发,具有实用性。