空间信息是用来表述地球表面与空间位置有关各种事物特征与属性的信息，经统计，世界上的事情有80％与空间分布有关，空间数据共享机制是使空间信息能够运转和有效发挥使用价值的关键技术之一。随着Internet的普及和IT技术的迅速发展，传统的地理信息系统软件模式正从“系统与功能”向“服务与应用”的趋势演变。分布式的地理信息服务是未来 GIS 发展的两大方向之一，也是非常重要的一个新兴的前沿研究方向。许多国家和国际组织对面向服务的地理信息系统的研究都给与了特别关注。 本文在 863 项目系统的推动下，重点研究空间信息共享与应用服务的模型设计，空间信息的实体定义、术语、表达，在此基础上研究和设计具有一致性的空间信息共享与服务体系的交换标准，形成独立于软件、适用于空间信息互操作的表达模型；该课题的研究拟对解决空间信息交换的语义、结构的标准问题，为空间信息共享，建立应用服务体系提供有效的解决途径。 本文在对分布式地理信息服务的相关关键技术进行了深入的研究和实践的基础上，提出了面向服务的聚合流程模型和空间服务管理模型，在比较了当前的地理要素模型，提出了面向服务的空间数据模型并对其进行了设计、研究和实验；进而基于Web Services和OGC相关规范进行了分布式地理信息服务体系结构的设计和实现；最后本文通过实际应用系统验证了上述理论和技术的可行性和正确性。 本文主要研究工作如下： (1)对现有的面向服务技术进行了总结与分析，提出本研究采用相关技术的原因与理由；将空间信息服务建立在Web服务技术和标准基础之上，利用Web服务技术提供的公共接口、交换协议和服务规范，实现地理空间信息服务。 (2)对空间数据的高效组织与管理进行了深入的研究。无论是对传统桌面GIS还是对基于Internet分布式地理信息服务来讲，都离不开空间数据的有效组织与管理。在深入分析现阶段空间数据管理现状的基础上，设计了面向服务的空间数据组织方案。 (3)通过深入分析，本文详细剖析了地理信息系统的发展过程和现状，指出了目前存在的问题及产生问题的原因。为了实现基于语义的地理信息系统集成和互操作，提出了基于本体的空间信息语义体系框架和实现技术。 (4)采用Web Services为模型体系，研究了在SOAP、WSDL、GML标准协议支持下空间信息共享服务的实现策略；通过GMlL 和Web 服务，构建异构的空间数据管理。通过其它GIS系统提供的符合OGC标准、支持GML 的Web服务，可以存取不同GIS系统的数据，实现跨平台信息共享。 (5)采用主动型、网格理论模型基础，基于WMS、WFS、WCS构架地理空间数据和支持服务。通过空间数据存取与交换服务、空间信息查询服务、空间信息分析服务，解决分布式空间信息共享、处理功能共享、应用协同与综合集成等问题，实现分布式跨平台的空间数据集成和共享、处理功能和计算资源共享以及对网格计算的支持，为用户提供分布式的协同信息处理和按需服务。 (6)在上述研究的基础上，设计实现了SIG实验验证系统，并面向地质调查业务工作，构建了一个典型应用，从而验证了本文在SIG系统框架、服务体系等方面的研究成果的有效性和实用性。