当前的WebGIS应用普遍采用地图数据切片发布的策略,即预生成一定规格的地图切片缓存在服务器,用于响应客户端的地图请求。此种方法缓解了服务器动态生成地图图片的压力,降低了服务器的负载,但是仍然存在网络负载大,响应速度慢、用户体验性较差等方面的弱点,客户端与服务器的交互效率已经成为制约各种网络在线地理信息服务发展的主要瓶颈。针对当前地理信息发布存在的问题,本文将支持RESTful访问的切片地图Web服务(WMTS)规范应用于地理空间信息的发布,主要从切片地图缓存自身的目录组织以及客户端的异步切片地图预取两个方面进行研究,充分利用缓存机制,减轻网络传输负载。具体的研究工作和内容包括：1、对切片地图缓存的原理进行了深入研究,设计了切片地图缓存生成、以及动态更新的相关算法,为矢量可编辑数据的切片发布提供了解决思路。提出了可扩展的位图结构的切片目录组织模型,解决了海量切片的存取问题,实现了海量切片的快速检索。2、针对服务器动态生成图片的效率瓶颈以及客户端对复杂点线面符号表现不足的缺点,提出了一种矢量数据多尺度多层次分级渲染显示的策略,使得矢量数据在转换成栅格数据切片发布时,能够具有更好的地图表现效果,为矢量数据的发布提供了一种新的解决方案。3、将REST风格架构应用到切片地图缓存的发布与管理,充分利用浏览器的缓存机制,以降低访问次数,减少网络传输,并提出了自适用的切片预取技术,利用客户端用户浏览地图时的操作间隙以及当前操作状态,通过异步请求的方式将切片地图预取至客户端本地,以减少正常地图浏览请求的等待时间,提高系统运行性能。4、基于切片地图缓存的相关理论和技术方法,建立了一个简单的WebGIS系统原型,并对本论文的相关研究内容进行验证。