传统地理信息系统，只对空间进行静态的抽象表示。随着地理信息的数据量急速增长，特别是时间维度的广泛使用，人们开始了对时态地理信息系统的深入研究。建立适应实际应用需求的时空数据模型能够完整地保存某一地理事件的发展历史，从而为历史状态的重建、时空变化的跟踪及未来发展势态的预测提供了可能。论文首先介绍了时空数据建模的相关内容，从人类对客观世界的感知出发，对地理世界中的空间和时间的概念表达进行介绍，讨论了空间数据的特征，类型和结构，时间模型、时间表示、时间粒度等一些与时空模型有关的重要基本概念。同时也分析地理现象的时空过程和时空变化类型，引出了时空数据模型的概念，讨论了时空数据模型的层次和设计要求。然后回顾了前人的研究成果，评述了时空立方体模型，序列快照模型，基态修正模型，时空复合模型，基于事件的时空模型和面向对象的时空模型的各自特点和缺陷。论文简要介绍了面向对象方法的特点，比较分析传统面向对象建模方法的优缺点，引入了一种全新的建模方法对象角色建模(ORM)。ORM的核心思想是把客观事物看作是对象，用每个对象的角色来描述对象与对象之间的关系。介绍了ORM建模特点和规范流程，重点分析了ORM在表达复杂业务规则方面相对于其他建模方法的优势。对ORM，ER和UML三种建模方法的优劣进行了简要的探讨。论文以地籍信息管理系统为例，在分析地籍数据时空特征的基础上，构建了地籍时空对象的概念模型，定义了地籍时空对象的数据结构，从概念设计，逻辑设计和物理设计三个方面对地籍时空数据库进行了详细设计。详细说明了利用ORM建模方法建立地籍时空对象模型的过程。简要介绍了基于该模型的地籍数据时空查询方法。