时空数据库理论的产生是伴随着现代生产生活的需要而产生的。在许多现实应用中实体本身及实体之间的时态、空间、时空关系特别是时空关系往往成为人们需要对实体进行处理的主要方面。时空数据库要处理好实体之间的时空关系必须解决时态和空间的无缝结合问题。时态和空间的无缝结合主要体现在如下几个方面:(1)一种能够方便、有效描述实体的空间信息随时态变化而变化的过程的数据模型;(2)一套描述实体之间时空关系的拓扑理论;(3)针对相应时空操作的数据操纵策略;(4)有效的时空索引机制;(5)建立在特定时空语义基础上的查询优化策略;(6)具有时空特性的事务处理机制。数据操纵策略和查询优化策略是提高查询效率的两个主要方面。其中,数据操纵策略的研究主要在(1)如何减小空间搜索范围;(2)如何减少时空运算代价;(3)如何选择最优的存取路径等三个方面展开。这三个方面是相互影响的。界定和转化数据操纵中的时空关系是减小空间搜索范围的一条途径,但同时,时空关系的转化可能会影响时空运算代价和存取路径的变化,因此,如何在这三者中作出有效的权衡是数据操纵策略的宗旨。查询优化策略是提高查询效率的另一个方面。目前的数据库理论大多基于关系数据库理论,关系数据库中的大多数查询优化策略和原则在时空数据库中还能适用,但必须注意到时空数据库中时态信息和空间信息的特殊性。时空运算的代价不再是可以忽略不计的CPU运算时间,必须将减小时空运算代价提高到提高查询效率的日程上来。时间和空间信息的特殊性还决定了语义查询优化的可行性和重要性,恰当的获取和运用时态和空间的语义规则,将会为查询优化作出重大的贡献。时空数据库的查询效率是影响时空数据库理论的推广和应用的主要方面,研究高效的数据操纵策略和获取并恰当的运用时空语义规则是在提高查询效率方面的有益的尝试和探索。