导航是ITS与LBS中最重要的应用之一，作为导航应用的基础，导航数据库数据模型在信息内容、拓扑关系描述与要素表达方面有其独特的要求。导航数据的建模不但要描述道路网及相关空间要素的地理位置及形状，还强调各交通要素之间在交通网络中的交通关系，并注重于道路网空间要素在不同使用环境中、不同综合程度下、不同抽象程度下的集成表达，并且导航信息还有实时动态的特点。导航数据库建模独特的要求使得现有主要注重于城市静态交通网络建模的交通数据模型在解决表达多尺度的导航电子地图、道路要素的时空状态、内部关系和道路要素之间的语义关系及动态交通网络方面都表现为不足。 本论文结合导航应用的需求，在分析导航系统中对道路网数据组织的具体功能需求基础上，将整体数据模型应用到导航数据的建模，强调交通要素几何、拓扑、语义、时态的整体表达，注重网络自身地理空间分布规律和交通要素之间的语义关系，从整体、关系和动态三个方面考虑应用于导航的城市交通数据的建模方法，围绕解决导航应用中的集成表达和动态信息描述等方面的问题，以整体为思考方法、关系为纽带，研究面向导航的城市交通要素语义、空间、时态、交通关系建模等学术前沿问题。主要内容包括： (1)将整体数据模型引入导航数据库的建模，从整体上分析了城市交通数据的组成要素和组成要素之间的关系，并给出了表达基本交通要素的空间、时间、语义、时态关系的模型。 (2)分析了导航过程中对道路网数据组织需求的差异，结合面向特征模型和网络模型的方法，研究了道路网数据的多尺度显示和多级拓扑的集成表达方法。其中道路网的几何数据采用完全面向特征的方法，拓扑数据采用二级拓扑网络，分别满足道路显示和计算的需要。 (3)分析了导航中道路附属信息的特点，采用了线性参考对象对其空间位置进行表达，应用元组、集合、序列构造子对线性参考对象进行代数表达，并引入时态构造子对时态线性参考对象进行了描述，该对象能够方便用于移动对象的建模。 (4)分析了交通规则的组成结构，研究了复杂交通规则的表达方法。(5)针对交通网的动态特性，引进时态对象模型和元组、集合、序列、时态对象构造子，对动态交通事件和交通阻塞信息抽象数据类型的代数表达方法进行了定义。并在上述对象的形式化描述基础上定义了针对交通网络动态信息的数据查询方法。