时空数据库是以有效支持时空数据管理为目标的数据库管理系统，在交通管理、城市区划、森林火灾监测等领域有着广阔的应用需求。随着此类复杂应用的不断出现，时空数据管理的问题越来越突出，因此，对时空数据管理的研究具有重要的意义。时空数据模型是实现时空数据管理的基础，它刻画了现实世界中时空实体及相互之间的关系，为时空数据的管理提供了基本的方法。目前，XML已成为Internet中数据表示和交换的事实标准，且XML具有自描述、灵活的数据结构及丰富的数据表示能力。因此，基于XML建立时空数据模型对时空数据的管理具有重要的作用。　　在已有的时空数据模型中，序列快照模型、基态修正模型、时空立方体模型、时空复合体模型、以及时空对象模型等先后被提出。然而，这些模型都是采用版本来表示时空对象的状态并且通过比较版本之间的差异查询时空变化，而且不能处理两个以上时空对象的时空变化。因此查询效率不高并且对时空变化的支持比较薄弱。　　本文在介绍了时间和空间的基本语义之后，详细阐述了时间特征和空间特征。对已有的时空数据模型进行了分析与评价，指出了各个模型存在的不足。通过介绍XML的特点，说明了基于XML时空数据建模具有重要的意义。最后提出了基于XML的时空数据模型，通过该模型可以描述时空对象的变化过程;还可以描述时空对象的属性变化，包括主题属性的变化和空间属性的变化，其中空间属性的变化描述了时空对象的位置和运动。进一步，基于已提出的XML时空数据模型，针对时空数据的特点，对时空操作进行了分类并证明了其完备性和互斥性。同时给出了各个时空操作的定义以及相应时空操作的函数，并结合具体的例子对各个时空操作进行了说明。最后根据查询处理的体系结构，介绍了时空操作如何在XQuery中进行查询，从而说明了本文所提出模型的正确性和有效性。