时态地理信息系统作为GIS研究和应用的一个新领域，正受到普遍的关注。随着存储技术的飞速进步，大容量时态数据的存储和高效处理有了必要的基础条件，使时态GIS的研究和应用成为可能。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。本文首先是根据时态GIS和时空数据模型的基本理论，以基态修正模型为基础，在传统的关系型数据库平台上，构建一个易于操作的、高效的空间数据库。二者结合可以有效地解决时空数据的存储和组织。其次，本文以旅顺自来水信息系统数据为例，对理论模型进行进一步的验证，对系统需求分析、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，使用ArcSDE作为数据引擎，SQL Server 2000为数据库平台，在Visual C++6.0下开发。本程序实现了历史数据归档，能够表现地理信息系统的时态特性，并提供了多种方式来查询现状数据和历史数据。测试结果表明，本文提出的基于基态修正模型的数据组织方式，以及基于ArcSDE的数据存取方式，能够有效的存储和表现现状数据和历史数据，降低了冗余度，并有较高的查询效率。这对于实现具有时态功能的地理信息系统的设计开发是一次有益的探索。