遥感卫星长时间连续对地观测，积累了大量有价值的长时间序列遥感数据，在时序分析中得到越来越广泛的应用。这种长时间序列影像组成的时空谱多维遥感数据在存储时普遍采用三维立方体模型，在组织这种多维遥感数据时采用离散的组织方式，给数据一体化管理和多维度关联分析带来了难以克服的困难。因此需要设计一种新的多维存储结构来组织和管理时空谱多维遥感数据集，为时空谱关联分析提供便捷、高效的数据支撑。　　本文以时空谱多维遥感数据组织为研究目标，对目前已有遥感数据组织结构进行了认真研究，针对它们在多维遥感数据组织中的问题，以及借鉴已有结构优点之基础上，创造性地设计出了MDD多维存储结构，并以这种数据结构为核心，设计了多维分析模块MDA，构建了时空谱多维遥感数据管理、分析与应用平台MARS(Multi-dimensional Analysis Remote Sensing)。本文取得的主要研究成果与结论包括以下几个方面:　　(1)本文中充分研究目前三维立方体数据结构存储特点，设计了四维立方体存储结构(MDD)，这种结构能够使时空谱四维遥感数据一体化组织，便于数据管理;　　(2)本文分析和归纳了时空谱四维遥感数据不同应用场景下对数据组织结构的要求，为MDD数据结构设计了5种存储格式，包括:TSB(Temporal Sequentialin Band)、TSP(Temporal Sequential in Pixel)、TIB(Temporal Interleaved by Band)、TIP(Temporal Interleaved by Pixel)和TIS(Temporal Interleaved by Spectrum)，通过定义“基本转换”和“非基本转换”实现5种格式之间的任意转换;　　(3)本文借鉴ENVI数据格式采用“头文件与数据文件”的设计，将其应用于MDD结构的文件设计中，这种方式很大程度上为查看和编辑属性数据、通过外部程序读取数据文件提供便利;　　(4)本文基于MDD数据结构设计了MDA多维分析模块，包括:MDD数据构建与打开、MDD数据格式转换、MDD数据导出，以及MDD光谱运算;　　(5)本文设计出针对MDD数据结构在时间维或光谱维的影像可视化方式，包括两种:确定一个时间，选择单个或三个光谱波段进行灰度或彩色合成显示;确定一个光谱波段，选择单个或三个时间数据进行灰度或彩色合成显示。