人类社会已全面进入信息时代，地理信息系统作为与人类生存、发展、进步密切相关的一门信息科学与技术，近年来得到了迅速的发展。各式各样的GIS服务已渗入到政府部门和人们的日常生活中，为决策提供了支持，为生活提供了方便。随着GIS应用的推广与深入，用户对空间数据的现势性和准确性也提出了更高的要求。如何建立高效的空间数据库更新机制，如何提高空间数据库更新的自动化程度，已成为亟待解决的问题。　　 为了更好的提升空间数据库的现势性，同时降低数据更新和维护对信息系统所带来的沉重的经济及技术负担。本文结合两个国家863项目“面向网络海量空间信息大型GIS”和“支持增量更新的分布式异构空间数据无缝集成技术研究与软件开发”，针对空间数据库中矢量数据的增量更新，在分析空间数据库更新特点的基础上，重点研究支持多模式增量更新的建模问题，并以该更新模型为基础，研究更新过程中并发控制、更新一致性保证、基于成分关联区域相似度的空间目标匹配算法、基于面向实体的时空数据的存储与查询技术等关键问题，为空间数据库提供了切实可行的增量更新解决方案。本文开展的研究工作包括以下几个方面：　　 (1)通过对比分析找出空间数据库的更新研究与具有特定条件的空间数据库的更新研究的共性与差异性，指出对空间数据库的更新研究更具有基础性特点，在研究中应注重更新过程中出现的共性问题。明确了本文的研究内容。给出了空间数据库增量更新的国内外研究现状，深入剖析了目前空间数据库增量更新研究存在的问题。　　 (2)研究了空间数据库高效的数据存储和管理机制。从概念模型——逻辑模型——物理模型三个建模步骤出发循序渐进地构建了面向实体的空间数据模型，完成了地理实体与数据库存储形式的映射。在该模型中体现了语义化、智能化的特征。研究了数据库经典的长事务模型以及面向实体的状态机机制，阐明了面向实体的版本管理原理和实现方法，以解决空间数据的并发访问、长事务处理与多时态数据的存储问题。并为空间数据的高效存取设计了图幅索引。　　 (3)在面向实体的空间数据模型的基础上，研究了空间数据库的增量更新的建模。将空间数据库的更新建模拆分为两个部分，一是对增量信息的建模，二是对更新过程的建模。针对增量信息的建模，分析了10种地理实体的变化类型、定义了10个更新操作的基本算子、明确了更新操作算子对应的数据差表达。　　 (4)结合空间数据更新过程的特点，借鉴国外的空间数据库更新软件，提出了支持多模式的增量更新模型，简称MMS-IU模型。该模型捏合了两种更新模式——基于增量信息提取的更新模式和基于即采即存的更新模式，具有较强的适用性和较高的自动化程度。重点讨论了模型中的一种更新模式——基于即采即存的增量更新的关键问题，提出了基于版本管理的变化信息获取的优化算法、分析了增量数据融合的机制、研究了更新过程中维护数据一致性的措施。　　 (5)研究了基于空间目标匹配的变化信息的获取算法。通过研究空间数据中存在的不确定性问题，提出将模糊理论引入到空间目标匹配算法中。重点研究如何用模糊的方法解决空间目标匹配问题。并以面实体为例研究了具体匹配过程，提出了基于成分关联区域相似度的面实体模糊匹配算法。该算法利用成分关联区域的度量因子，确定模糊拓扑关系隶属度矩阵，并进而量化隶属度矩阵，最终确定模糊拓扑关系分类。算法综合利用了图幅索引、成分关联因子等进行优化，简化计算复杂度，提高了算法效率。　　 (6)研究了MMS-IU更新模型中的历史数据的存储与查询问题。首先研究了时空数据组织的现状，比较并指出了几个典型时空数据模型的优缺点。在综合研究面向实体的空间数据模型和版本管理两个概念的铺垫下，提出了本文采用的时空数据模型——版本管理驱动的面向实体的时空数据模型，简称E-OSDM时空模型。然后，分模块阐述了时空数据库中存储管理、历史查询功能、历史分析等重点模块的实现方法，并分别给出了解决方案。　　 最后建立了系统原型。设计、实现了实验系统——“MAPGIS7.0空间数据库增量更新系统”，实现了支持多模式的增量更新模型，为增量信息融合算法、数据一致性维护的措施、基于成分关联区域相似度的面实体模糊匹配算法、以及基于E-O SDM的时空存储与查询方案提供执行环境。验证了本文提出的观点及解决方案的正确性，证实了模型的可行性、有效性和实用性。