地理信息系统在最近的30多年内有着高速的发展,它被广泛应用于环境评估、城市规划、邮电通讯、电力水利、交通运输、商业金融等众多领域。伴随着地理信息系统的广泛应用,人们对空间数据库的性能提出了更严格的要求。而空间索引方法就是空间数据库和地理信息系统(GIS)的一项关键技术,空间索引性能的优劣直接影响了空间数据数据库和地理信息系统(GIS)的整体性能。因此,开发高效的空间数据库存取方法一直是空间数据库和地理信息系统(GIS)领域的研究热点。本文中通过总结各种索引技术的缺点,吸取各种索引技术的优点,根据多级索引的思想,结合路线服务系统的需求,提出了一个基于QR-tree和Hilbert R-tree的改进的二级索引技术。该改进技术的思想是第一,用QR-tree丬将空间区域进行划分为不同空间范围的子空间,使其作为第一级索引。第二,对QR-tree的每一个结点所对应的索引空间建立一棵Hilbert R-tree。然后所有的空间实体根据其空间范围大小的不同存储在不同的Hilbert R-tree中,这是第二级索引。除此之外,在Hilbert R-tree进行插入操作造成结点上溢的情况时,本文引入了基于聚类划分技术的结点分裂算法来优化空间数据的组织,提高空间数据的检索的效率。本文中给出了改进的二级索引技术的三个动态的空间数据的操作方法：插入、删除和查找操作。通过这种二级索引技术,每次对空间数据的操作可以通过一级索引粗略定位,确定目标空间对象所在的区域范围,排除一些不必要的结点。然后通过二级索引对一级索引确定下来的区域范围所对应的Hilbert R-tree执行空间数据操作,由于降低了每一棵Hilbert R-tree的高度,所以改进的索引技术有效的提高了空间数据操作的效率。本文中以实验的方法分别对改进的索引技术和R-tree索引技术在执行插入、删除和查找三种动态操作时的性能进行了测试,通过定性和定量两种方法对这两种索引方法的性能进行了分析。实验证明改进的索引技术有效的减少了执行查找操作的时间,较大的提高了空间数据的检索速度。同时,改进的索引技术在执行删除操作的时候效率也有所提高。最后,本文将改进的索引技术应用到路线服务系统中,使路线服务系统使用改进的索引技术的索引结构在区域查询功能中发挥了较好的性能。