近年来，时态地理信息系统(时态GIS，T-GIS)作为GIS领域的前沿，受到学者的广泛关注，在时空数据建模方面有了许多的研究成果，提出了多种时空数据模型。但目前数据模型的研究主要处在建模思想的层面，而较少模型的具体实现。迄今为止，还缺乏能够有效管理时空数据的GIS平台和应用，其主要原因是在模型的实现方面缺乏深入研究。虽然目前有些GIS软件和应用中具有时间概念，但大都是基于静态GIS的基础上加入了时间要素，能够一定程度地表现地理现象的变化。但由于没有从时空数据模型的层次上加以实现，因此无法表现复杂地理现象的演化过程。　　 针对时态GIS理论研究多，系统实现少的问题，本论文试图对时态GIS的具体实现方法进行探索，并最终实现一个时态GIS原型系统。具体工作表现在以下几个方面：　　 (1)建立地理对象动态演化的概念模型。分析地理对象的演化特征，包括生命演化、几何特征演化、拓扑关系演化等类型，定义新增、分裂继承、合并继承、消亡、分裂、并入、形变、相遇、分离等演化事件的概念模型，同时分析了地理对象的属性变化特征，建立连续属性、非连续属性、事件属性等概念，为时态GIS数据结构乃至时空数据库引擎的设计和实现奠定模型基础；　　 (2)在概念模型的基础上，设计了基于生命事件集、几何特征集、属性集、拓扑关系集的时态GIS矢量数据结构；　　 (3)完善了时空数据库的概念模型，不仅定义和实现了时刻、时段、跨度等基本时间元素和FromBirth和UntilChange两个特殊的时间元素，还提出了本文研制的时空数据库引擎的核心概念--时态字段，在此基础上，自行研制开发了时空数据库引擎原型系统。　　 (4)基于本文研制的时空数据库引擎，研制开发了一个时空数据输入编辑的时态GIS原型系统，研究了部分时态GIS用户交互技术。并以实际数据验证了本论文数据模型和数据库引擎的有效性。　　 总之，本论文建立了时态GIS的部分概念体系，并在原型中予以实现，获得了较好的效果，完善了时态GIS的理论与技术研究，对于时态GIS从理论研究向系统实现做了有益的尝试。为今后进一步研究时态GIS的理论与技术以及研制开发时态GIS软件奠定了基础。