GML是开放式地理信息系统协会(Open Geospatial Consortium, Inc.?, OGC)制定的、基于XML的地理信息编码规范,它中立于任何厂商、任何平台,为地理信息包括地理要素的空间与非空间特征信息的建模、传输和存储提供了统一的框架。它的出现为空间数据的共享和互操作提供了很好的解决方案,同时也给Web GIS技术的发展开辟了新途径。GML是XML数据编码在空间信息系统中的扩展。因此,它既具有XML基于文本、可扩展、自描述、能够嵌套表达复杂数据模型等特征,也具有空间数据的海量、复杂、不可排序等特征。目前GML已成为空间数据编码、交换的国际标准,大量GML空间数据的不断涌现,给我们带来了新的挑战,如何有效地管理、操纵这些GML空间数据,如何建立良好的索引机制以实现高效地检索数据量大大增加的GML文档是当前急待解决的问题之一。利用数据库管理操作海量的GML数据和文档目前是最有效的方法。根据数据模型和编码方式的不同,GML空间数据的管理方式可分为有两种:一种是利用传统关系数据库或面向对象的数据库管理方式,另一种就是本文的研究重点,利用本原NGD数据库系统来管理GML空间数据。本原GML空间数据库(Native GML Database简写为NGD)是在Native XML数据库的基础之上发展而来,是用来专门管理GML空间数据的数据库系统。GML空间数据库具有通常XML数据库的特性,能够使用XML数据库的一些技术来处理GML中的一些常规问题。但是GML数据是用来专门实现空间数据共享的标准数据,其对空间数据的存储、索引、查询等操作都具有其自身的特殊性。它们的关系好比信息管理系统与地理信息系统的区别,也好比数据库和空间数据库之间的关系。仅使用XML数据库的常规技术是很难实现对GML空间数据的高效率存储、索引及查询功能。因此,有必要对存储GML的数据库进行研究来提高对GML的管理和利用效率。本文主要对GML的标准规范、GML空间数据的特点、Native XML数据库的存储索引特性等进行了研究分析。设计了本原GML空间数据库的系统框架,在开放原代码的本原XML数据库eXist的基础上,结合Eclipse开发平台,利用Java技术实现了本原GML空间数据库原型系统。由于时间仓促本文主要实现了原型系统的存储模块和索引模块以及一些相关的功能。根据这些研究文中提出了GML空间数据模式聚类存储机制以及在此基础上提出基于线型区间扩展编码的GML空间数据数字索引模式。