尺度是一个老生常谈的地学问题。多尺度是空间数据不能忽视的重要内在特征之一。无论是空间数据的多尺度表达也好，还是自动制图综合也好，它的核心内容是相同的，它是地图数据自动处理与合理可视化所面临的最富智慧与技术性挑战的国际性难题之一，引起了国内外地图学界和GIS领域的广泛关注。为了满足人们对不同详细程度数据的需求，能够动态和连续地从一种比例尺到另一种比例尺过渡的自动浏览，空间数据的多尺度表达研究迫在眉睫。这是一项浩大的工程，本文只能尽其所能窥豹之一斑，针对空间数据多尺度表达数据模型以及数据结构方面进行探讨。本文在参阅和分析国内外有关文献和资料的基础上，从理论和实践角度对空间数据多尺度表达进行了一些研究。主要内容如下： 1．研究了空间数据多尺度特征(空间、时间、语义多尺度)及空间数据尺度理论。定义了尺度坐标系，它包括尺度维数、尺度原点、尺度值，采用带箭头的直线表示，具有原点和方向。 2．重点介绍了树状模型(R树)在空间数据多尺度表达中的应用，给出了基于多尺度R树的空间数据多尺度表达模型。为了减少比例尺的过多跨度，本文采用两种不同的表达方式来扩大空间数据的多尺度层次，以满足空间数据的多尺度表达：基于多尺度R树不同比例尺和相同比例尺地理空间数据的多尺度表达。建立了多尺度R树，给出了数据结构和算法描述。 3．分析当前多尺度数据模型的众多研究成果都是快照模型，为了更准确地描述不同尺度的现实世界，本文引用Petri网中的库所、变迁与弧，分别来描述表达实例的状态、尺度事件以及状态与事件间的关系，建立了基于Petri网的空间数据多尺度表达模型。采用时间Petri网和层次扩展的子过程的思路，进行了扩展，对系统中所有的空间对象的初始状态进行记录并建立索引，增加时间戳，用来表示表达实例的尺度生命周期，并进行了多尺度数据组织和制图综合过程分析。 4．运用基于多尺度R树和Petri网的多尺度表达模型，进行了实验取得了良好的效果。