随着信息技术的飞速发展，作为数字地球的重要支撑技术之一的元数据技术显得越来越重要。空间元数据描述了地理信息中空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及其它的特征，有助于空间数据的理解、发现、定位、挖掘、评估和维护。本文的目标就是研究空间元数据的内容和组织，设计并开发一个空间元数据的管理系统，提供空间元数据的采集、存储、查询等管理功能和服务。 论文首先回顾了元数据技术研究的国内外现状，指出元数据技术与计算机技术、GIS技术等紧密结合的发展趋势，总结了空间元数据的相关概念，并通过对国际上最具影响力的两个空间元数据标准的分析和比较，研究了空间元数据的内容组成和结构。文章还对三个空间元数据管理系统实例的系统框架和实现策略进行了剖析。XML是一种自描述、半结构化的Web语言，XML技术正在蓬勃发展。文章对XML技术作了简单介绍，并将它引入空间元数据应用领域，用于元数据的表达、转换、传输、查询、建模与存储。 空间元数据的管理必须符合空间元数据的特点和应用的客观需求。论文提出了一个空间元数据管理系统的总体设计框架，并围绕空间元数据库管理和检索功能的实现，给出了各系统模块的功能划分和概要设计方案。 从预研和小型系统应用的目的出发，系统采用平面文件系统来建立空间元数据库，论文给出了空间元数据库管理引擎的接口设计，并根据对元数据查询特点的分析，详细阐述了对XML文档型空间元数据库建立索引和执行查询的方式和策略。对空间元数据的检索，系统采用基于Z39.50信息检索协议的设计方案，文章简要介绍了Z39.50协议的基本内容，并围绕Z39.50协议核心、客户机、服务器和元数据搜索引擎进行了详细设计。 最后，文章给出了一个空间元数据管理系统原型的实现实例，并对全文的工作做了总结，指出了下一步努力的方向。