鉴于目前GIS领域存在着上述的问题,空间数据库理论的研究成为GIS软件发展的一个关键问题,空间数据模型和空间对象运算的研究是空间数据库理论最基本最核心的问题,用代数的形式来进行描述空间对象和空间对象运算成为迫切所需,目前国内外已有人作了初步的研究.该文针对目前空间信息理论的现状与需求进行了如下研究和探讨:●深入讨论了空间数据矢量结构和栅格结构的表示方法,研究了这两种数据结构表示方法的相似性,提出了以点、线、面三种空间对象为基础的空间对象模型,并对它们进行了形式化描述.●着重讨论了空间对象的空间关系:空间拓扑关系、空间距离关系、空间方位关系.特别是在分析空间拓扑关系时,运用点集拓扑学知识和图论的知识,将空间几何元素以及空间对象的边界、内部、外部与矢量几何上结合,进行了较全面的空间拓扑关系的分析.●对空间对象之间的运算进行了较全面的分析和综合,从空间距离运算、空间方位运算到空间拓扑运算,特别是将空间拓扑关系计算与基于维的9-交模型相结合定义了一些行之有效的基本拓扑关系运算.