地理信息系统（GIS）经过40多年的发展历程,其理论研究已日趋成熟,现已进入一个新的发展时期。然而目前地理信息对于空间数据只进行了数据表面层次上的描述,数据之间的关联非常缺乏,不能被计算机准确的理解。本体作为共享概念模型建模的有力工具,在解决不同数据源之间语义异质性、互操作和集成方面的潜在优势已得到了学术界的广泛重视。本文以本体论和地理信息为背景,基于OGIS（ontology-based geographic information system）平台,围绕地理本体的建立、地理本体的形式化表达及其在地理信息查询中的应用,主要进行了以下几个方面的研究:首先,地理本体的构建:构建本体的过程包括建立文件,建立类及类层次、建立属性及属性域、添加实例。根据地理本体的特点,用层次性表达地理概念、概念的属性等;空间特性是地理本体区别于一般信息本体的主要特征;地理本体的自然属性和社会属性是人们关注的两个方面。其次,地理本体实例库的构建:通过合并构建的地理本体和任意从数据源获取的元数据,将异构的地理信息转换成具有相同数据结构的形式化地理本体描述。领域本体可以概括出类的基本特征,本体实例基于领域本体的类和属性进行创建。最后,查询优化和查询扩展:用查询优化和查询方法扩展处理检索关键词,以便检索式可以更好的满足用户的需要。增加隐含语义的检索词进行查询优化;利用类的基本层次结构关系,即是利用概念间的is-a关系或概念和属性间的其他关系进行查询式扩展。基于上述研究的实验结果表明:与OGIS系统的查询结果相比,经过查询式的优化和扩展后,检索的查准率和查全率都大幅提高。