1、地理信息系统中时空数据变化模型和算法研究
随着空间信息获取手段和方法的不断多样化，空间数据的更新速度也在不断加快，这使得空间数据走向实时动态化成为必然。时态GlS所主要关注的内容可以大致归结为两点：一是时空数据模型以及时空数据库的建立；二是时空分析技术以及时空数据可视化问题的研究。
GIS数据形式主要是基于地理要素的矢量结构和基于地理场的数字高程模型。对矢量空间数据模型的时间扩展，目前有代表性的有Langran和Chirsman提出的时空复合模型[1](spacc币me Composite，简称STC)和Worboys M F提出的时空原子模型[2](Spafial-Temporal Atom，简称STO)。
STC模型把空间和时间上相同的内容看作一个时空复合，即一个STC，所有属性的变化都用离散时间记录。该模型的特点是能方便地表示对象的属性在时间轴上的变化情况，但是不便于表现物体的空间变化。因此STC比较适用于表现在时间上离散，而在空问上变化不大的过程。
STO模型使用时空原子来构成地理世界。该模型认为世界是由一个时空原子所组成，时空原子是一个时间、空间和属性都相同的均质实体。在该模型中，时间维与空间维(在此模型中为二维)之间的关系是垂直关系，它可表示实体在空间和属性上的变化。STO模型继承了矢量模型的优点，可以引入多尺度概念。该模型没有涉及对渐变实体的表示，可以通过建立多尺度的时间粒度加以弥补，但这样也会增加存储和查询的代价。
时空数据库系统是在时空数据模型的基础上建立的。时空数据库是包括时间和空间要素在内的数据库系统。时空数据库的时间表示方法由所依赖的时空数据模型的时间表示方法所决定。目前，时空数据库中所使用的时问表示方法主要有全局状态标记(快照法)、元组时间标记法(基于时间戳的链式元组模型以及ESTDM模型等)和同步数据项时间标记法(基于状态的模型等)．时间的表达方法对涉及时间的空间数据变化的表示、管理和操作有很大关系。时态GIS强调利用时空分析技术来模拟动态变化过程，探究和挖掘隐含于时空数据中的信息和规律。建立规范的时空数据模型是时空数据表示和相关分析的基础，当前，这方面的研究还处于探索阶段。
从目前的时空数据库研究趋势来看，主要目标是使时空数据库成为真正意义上的资源清单，为动态监测和分析提供丰富而结构合理的数据基础。从理论上说，时空数据库应该可以记录任何在地理空间上随时间发生的变化，即地理演化历史。地理演化历史可以大致分为空间上的变化(如城市发展中的城区形态变化)和属性变化(如污染物浓度的变化)。利用地理空间的演化历史，可以进行横向的现状和纵向的历史分析比对，对历史、现状和将来分别进行分析、监测和预报，为决策支持等工作提供信息和依据。从时间的角度，时空数据库可以分为以下几个类[3]：
关注现实时间的历史数据库；
b．关注数据库时间的卷绕数据库；
c．关注不同时间过程的双时间数据库。
