以OGC WMS、WFS、WCS和WPS为代表的GIS服务近年来得到了迅速的发展和广泛的应用。单个GIS服务一般提供比较单一的功能，而用户的需求往往是复杂和多样化的，这就需要把多个GIS服务组合成空间数据处理工作流以实现更高级的功能。本文首先在对GIS服务和工作流技术总结和分析的基础上，提出了基于GIS服务的空间数据处理工作流框架，然后分别从空间数据处理工作流的建模、执行和优化三个方面进行了研究，并通过原型系统对文中所提理论和方法进行了验证，最后对全文进行总结并提出下一步的研究方向。　　 本文的具体研究内容和研究成果主要包括以下几个方面：　　 (1)对空间数据处理工作流框架进行研究，按照逻辑层和实现层分离的思想，采用面向服务的架构，构建出空间数据处理工作流的框架。其中，采用WPS profile的方法实现WPS服务的注册，采用OGC CSW标准实现数据服务的注册，从逻辑层到实现层的映射考虑了功能和服务质量两个方面的要求。　　 (2)对空间数据处理工作流的建模进行研究，通过在对空间数据处理过程和基于Petri网的工作流模型进行分析的基础上，利用Petri网建立了空间数据处理工作流模型。　　 (3)对空间数据处理工作流的执行机制进行研究，首先定义了基于Petri Net的、支持语义的空间数据处理工作流过程定义语言GPWL，然后实现了空间数据处理过程到GPWL的转换，最后实现了工作流引擎。　　 (4)对空间数据处理工作流的优化进行研究。首先把Petri网模型转换为工作流优化模型，然后针对当前OGC互操作标准未提供QoS支持的现状，对OGC服务标准提出了服务质量扩展，并在此基础上实现了一种基于遗传算法、具有全局QoS约束的最优化服务选择算法，最后通过实验对解的质量和算法性能进行了分析，验证了该算法的有效性。　　 (5)设计并开发了基于OGC GIS服务标准的原型系统，通过可视化的建模界面，把缓冲区分析、地形分析、空间查询、叠加分析、USLE模型计算等多个由GIS服务提供的功能组合成空间数据处理工作流，进行了潮河流域的空间查询分析和土壤侵蚀量计算，用以验证文中提出的理论和方法。　　 基于GIS服务的空间数据处理工作流集成了GIS服务和工作流技术的优点，既具有良好的互操作性，又实现了业务逻辑和实现逻辑分离，是GIS发展的一个重要方向，它对于基于分布式计算的地学建模和分析将起到重要的推动作用。