为了改善当前运动数据的时空分析和建模技术,本研究将围绕硬件搭建、数据获取与分析、数据挖掘及时空数据可视化,来讨论运动数据采集、分析、挖掘与可视化的方法和技术。首先介绍包括时间地理学和可视化等一些基础技术,因为本文将基于时间地理学概念开展运动数据的定量和定性分析。本研究完成了基于时空运动数据分析系统的设计和实现,时空运动数据分析系统由硬件和软件两部分组成:数据采集系统和软件系统。我们的第一项研究是关于收集有关移动对象的数据,因此第一部分将重点关注运动数据集的获取方案和硬件设备的搭建。第二项研究开发一个综合的时空数据分析系统软件,它包括四个模块:轨迹数据预处理模块、数据库操作与管理模块、空间分析模块、时空数据可视化模块。从现实世界中收集的原始数据存在许多问题的,数据分析表明其质量没有达到可接受的水平,这就要求在任务中增加改善和简化收集的数据的处理过程。另外,该软件系统集成了移动对象的定量和定性表示,基于时间地理学概念将提取的信息可视化,特别是利用时空轨迹、时空密度和体绘制技术来捕捉和分析移动对象的时空模式和特征。为了评估所开发的框架和系统的能力,分析了一个GPS设备收集的真实运动数据集,即以矿区内某交叉路口的车辆运动数据为例探索移动对象的时空模式和特征。这项研究旨在为研究运动数据的时空数据采集、模式探索和可视化技术做出贡献,分为五个方面;1)开发一个综合的时空数据分析系统来分析和表示移动对象的时空格局和过程。2)设计并实现数据采集终端并成功搭载在露天矿运输车辆上,成功收集有关移动车辆的数据。3)提出移动物体的定性和定量描述方法,以及运动模式探索的技术和方法。4)开发新的轨迹数据可视化方法,整合时间地理框架,以可视化的探索和表达时空模式和趋势。5)基于所提出的框架和技术在时间地理学框架下对移动物体的真实的运动数据集进行测试。具体而言,本文将研究一个集时间地理、轨迹数据挖掘和三维体积可视化为一体的新型分析框架以及利用该框架的工具,用于研究移动对象的理论和真实数据集。结果表明,该框架和工具具有很好的识别和可视化空间和时间上各种运动行为的能力。