在流行病学中,时空数据可以帮助追踪传染病的传播过程,由于这些数据在现实中涉及到如溯源等具有重要实际意义的应用,所以对数据的真实性有较高的要求,同时目前时空数据大多由各个企业、机构单独集中式存储,从而形成了一座座“数据孤岛”,极大的降低了时空数据的流通性和数据价值,并增加了数据造假的风险。区块链技术的不可篡改性与透明性可以为时空数据的存储、共享与溯源需求提供良好的支持,但是当前区块链的数据结构并不是完全适用于时空数据的特性,对这种同时拥有时间与空间属性的数据支持度不足,不能完成较为复杂多变的时空查询场景的要求,且对于时空数据的查询效率较低,所以需要对区块链进行适合时空数据的改进。针对以上问题,本文首先面向空间数据对区块链中的索引结构进行研究,考虑到空间数据查询场景,使区块链在保证空间数据透明性的同时,还能提供高效的可验证空间查询功能。本文将在空间数据外包领域提出的Merkle R-tree的空间可验证索引结构与区块结构相结合,使区块链能够轻松应对空间查询需求,加快空间数据在区块链上的查询效率,同时能够使用该索引进行空间查询验证,并在一定程度上减少空间数据验证对象的数据量大小,加快客户端验证的效率。在空间数据的基础上,考虑到溯源场景涉及到针对某个时间点或时间段上某地点的历史时空数据的查询需求,本文将空间索引结构扩展为时空索引结构,在Mekrle R-tree的基础上提出了Merkle RT-trees时空区块索引结构,该结构同时考虑时空联合查询和本文中时空数据生成的特性,将区块中的时空数据分为不重合的时间分片单独构建Merkle RT-tree索引树,然后在各个时间分片的索引树森林上构建一维时间索引,该结构针对小细粒度的查询需求有较好的效果,并可以更大程度减少时空查询时验证对象的大小。论文最后结合所提出的新型时空区块结构,对时空区块链网络存储模型进行了设计,提出了新的区块链网络节点类型。