空间数据模型是关于GIS中空间数据组织的概念和方法，反映现实世界中空间实体及其相互之间的联系，是描述空间数据组织和进行空间数据库设计的理论基础。国内外研究和发展的实践表明，对空间数据模型的认识和研究在很大程度上影响着GIS系统及其应用。因此，国际学术界和产业界对空间数据模型的研究一直十分重视和关注。　　 目前，GIS中较为常见和成熟的空间数据模型有基于场模型的栅格数据模型和基于对象的矢量数据模型。栅格和矢量数据模型由于数据结构的差异，在表示不同形式的地理信息方面各有优点；同时它们的缺点也是显而易见的，栅格数据精度难以满足需求且存在数据冗余等问题，而矢量数据模型结构复杂、涉及的空间计算过程复杂。为了充分利用以上两种空间数据模型的优点、克服各自的不足之处，本文借鉴计算几何和图形图像学中的扫描线方法和多边形梯形剖分的思想，尝试建立一种兼具栅格和矢量数据模型的梯形面片空间数据模型，主要工作和内容如下：　　 1.基于对GIS中空间数据特征的总结，论述了GIS空间数据模型研究的重要性和意义，接着分析和比较现有典型空间数据模型(栅格数据模型、矢量数据模型)的优缺点和适用性，继而探讨空间数据模型的国内外学术前沿和研究趋势，为后文奠定基础。　　 2.借鉴计算几何学和图形图像学等研究领域中梯形面片剖分的思想，将GIS矢量数据模型中的多边形内部空间以梯形面片这一基础空间单元表示和组织，继而提出了梯形面片模型的概念，并设计了其数据存储结构。　　 3.研究并实现基于梯形面片的基础运算。作为梯形面片模型的最基本运算就是多边形与梯形面片集的相互转换，包括多边形梯形剖分和梯形面片重构多边形两个逆过程。梯形面片作为进行空间运算的基本单元，研究其与点、线等地物要素的基础空间运算。　　 4.针对GIS中重要的空间分析功能，以空间拓扑关系判定和叠置分析为例，分析现有实现方法的优缺点，详细阐述了如何利用梯形面片的基础运算组合实现复杂的空间分析功能。通过实验和测试证实了梯形面片模型的可操作性和实用性。　　 研究表明：1)梯形面片模型兼具栅格数据模型和矢量数据模型的优点，在保持矢量数据精度的前提下，将具有面域特征的多边形分割成基本空间单元构成的集合，使其具有栅格数据模型便于进行空间运算的优点：2)梯形面片模型能有效实现GIS中的空间分析功能，以空间拓扑关系判断为例，研究过程中的实验和测试数据表明基于梯形面片模型的实现方法无论在准确性和计算效率上都有较好表现。而基于梯形面片模型使得Union，Merge，Clip，Intersect等空间叠置分析可以统一实现，而无需针对性地设计不同的方法。