随着“数字地球”和“数字城市”的提出及应用，政府、企业及科研人员都越来越重视地理环境的数字化表达。由于地理环境的复杂性，因此需要存储和管理海量的空间数据，同时还要在海量的空间数据上进行快速查询和相关分析计算。目前的商用数据库管理系统(DBMS)理空间数据有一定的困难，空间数据库就是为满足这些需求而发展起来的。空间数据索引技术主要是研究如何建立空间索引结构以提高空间数据库检索效率，索引结构的好坏直接影响空间数据的存储效率以及空间检索的性能。面向日益增长的海量空间数据，面向应用需求，设计并实现较为高效的空间索引方法势在必行。　　 目前，把海量空间数据存储在关系数据库(RDB)中，利用关系数据库管理系统(RDBMS)实施高效管理的需求不断增加，各大数据库厂商也纷纷采取行动，推出相关空间数据库产品。但也面临一些问题：如实现难度大，数据维护复杂；一些空间数据库将其空间索引存储于数据库内核中，使用前必须要获得数据库的底层相关代码；在采用网格索引的空间数据库中，网格索引中网格尺寸的确定需要一定的经验，或者需要对数据集进行分析确定。本文为解决上述问题，在前人研究的基础上，探讨并实现了更高效快速地进行空间数据存储、管理、空间查询、空间连接的若干方法。本文主要研究内容如下：　　 (1)将现有空间索引方法进行分类，研究了R树族索引、哈希族索引、KD树族索引、空间填充曲线索引，探讨了空间数据库引擎中的关键索引技术。针对R树索引深入剖析了它的索引结构、单路径空间查询及空间连接方法。　　 (2)在VC++.NET2003平台下应用C++语言与ADO技术设计并实现了R树、空间数据管理两大类。R树类用于对关系表中存储的空间数据的访问与应用；空间数据管理类实现将空间数据在数据文件与数据库之间的转换。　　 (3)深入研究基于R树索引的空间查询方法，着重探讨了空间查询类型、空间查询处理流程及其精细判断的相关技术，设计并实现了基于R树与RDBMS的多类型(包含、相交、不包含等)、多方式(点查询、多边形查询、穿越查询等)的空间查询方法。　　 (4)研究了空间连接类型，深刻剖析了基于R树的空间连接算法。设计并应用基于关系表的R树空间连接方法，实现了关系数据库中空间数据的空间连接处理。　　 在此基础上，本文结合实验数据对所探讨方法进行验证。实验结果表明采用本文设计与实现的方法在关系数据库中存储、管理空间数据以及对空间数据进行空间查询、空间连接效果良好，并且有效地提高了工作效率，达到了研究目的。