人类生活的绝大部分时间都处在室内空间中,例如办公楼、购物中心以及机场和地铁站等。随着Wi-Fi、蓝牙以及RFID等各种新型定位技术和无线通信技术的迅速发展,室内移动对象的定位已成为可能。同时,集成了蓝牙、Wi-Fi功能的手机、掌上电脑等各种智能终端设备的普及,加速了室内位置服务在现实生活的广泛应用。如何有效管理日益增长的室内移动对象位置数据,支持高效的室内空间查询处理,满足多样化室内位置服务应用需求,已经成为公共安全、商业服务等诸多应用领域都亟需解决的重要问题。移动对象的轨迹数据是一类典型的时空数据。有效的时空数据管理技术是位置服务的基础,其研究主题包括时空语义、时空数据建模、时空数据查询处理以及时空索引等。但是,已有的时空数据管理研究主要针对室外空间中的移动对象,缺乏对室内空间的有效支持。室内空间在空间约束、定位技术、距离度量等方面与室外空间有着较大差异,因此室外时空数据管理技术不能直接应用于室内空间。为了有效支持室内位置服务,研究面向室内空间的时空数据管理相关技术已成为当前十分迫切的问题,同时也对空间数据模型、空间查询处理、空间索引等研究提出了新的挑战：(1)在空间数据模型方面,室内移动对象受室内空间的约束,因此室内空间数据模型的表达能力是影响室内位置服务的关键性因素。(2)在空间查询处理方面,高效的室内空间查询处理研究是多样化室内位置服务应用的技术保障,受室内空间表示模型的限制,现有的室内空间查询工作对语义相关应用和对象轨迹分析研究较少。(3)在空间索引方面,索引已被证明是提高海量数据上复杂查询效率的有效技术,室内查询处理的效率提升也离不开索引的支持,现有的索引技术缺乏对室内空间特点的考虑以及对室内位置服务的有效支持。本文针对基于室内空间的时空数据管理研究中的关键问题开展了研究。论文围绕上述的室内空间数据模型、室内空间查询处理以及室内空间索引等三个问题,基于室内空间布局信息和移动对象的定位数据,深入研究了适合室内空间的时空数据管理技术。论文首先介绍了室内时空数据管理的研究背景和相关技术,从室内空间数据建模、室内空间查询处理、室内对象索引技术三个方面分析了室内时空数据管理的国内外研究现状,指出了目前研究存在的问题。然后,论文分析了室内空间语义特性,提出了一个具有复杂空间语义表达能力的室内空间表示模型,在此基础上研究了支持不同定位技术的室内移动对象位置与轨迹模型,以提高室内时空数据库技术的普适性。接着,论文从室内空间语义相关位置服务和移动对象轨迹分析两个角度入手,研究了高效的室内空间查询处理方法。最后,探索了新型闪存存储介质上的室内移动对象轨迹索引,引入了更新缓冲区提升索引更新性能,并基于室内空间布局信息和移动对象定位数据开展了实验验证。本论文的主要贡献可归纳为以下几个方面：(1)针对已有室内空间数据模型缺乏复杂语义表达能力的问题,提出了一种新的室内空间多粒度网格图模型InMGG_Model。模型引入基本几何体网格类型表达室内空间几何特性,将室内空间划分为网格集合并构建网格连通图,在图结构之外增加了语义表示层,并定义了室内空间方向和约束规则,从而实现了室内空间主题特性、几何特性、连通性特性与距离特性等复杂空间语义的统一表达。(2)针对目前室内空间查询处理研究无法支持室内空间语义信息的问题,提出了基于语义互相关的室内Top-κ空间关键字查询算法及两种查询优化方法。该算法通过深入分析室内空间语义对象间的查询关联关系,定义对象的互相关语义相似度,并结合查询距离和互相关语义相似度对室内空间语义对象进行查询相关性打分排序。查询优化方法则通过预先计算对象的离线语义权重表,降低互相关语义相似度的在线计算复杂度,并基于室内对象索引树IKB-tree进行对象裁剪,避免对非结果对象的冗余计算,满足室内空间语义k最近邻应用的高效查询需求。(3)针对目前室内空间查询处理研究缺乏对移动对象轨迹数据分析的问题,提出了室内移动对象轨迹数据的模式分析方法。该方法面向室内移动对象轨迹数据的特点,定义了轨迹位置模式和轨迹时空模式,设计了一种基于模式生长策略的室内轨迹频繁位置模式挖掘算法,有效避免了对轨迹数据库的重复遍历；进而提出了一种室内轨迹频繁时空模式挖掘算法,对轨迹数据库的时空投影结果进行两阶段时态聚类,获得室内移动对象频繁时空模式,支持多样化的室内位置服务。(4)针对目前室内移动对象索引缺乏位置更新性能优化的问题,提出了一种基于R树和溢出节点的室内移动对象轨迹索引——OIR-tree。该索引基于InMGG_Model中对象位置与轨迹模型,支持多种室内定位数据的统一处理,并基于闪存设备的读写不对称特性,增加了溢出节点策略和更新缓冲机制,优化了索引的更新性能,同时支持高效的室内时空查询。本研究重点突破基于室内空间的时空数据管理中的关键技术,为满足室内位置服务需求以及建立室内时空数据管理的基础理论提供了技术支撑。本论文取得的结果对于促进多样化室内位置服务与分析的应用和发展,以及提高室内位置相关应用的效率和效果有着十分重要的意义,同时也为时空数据管理理论和方法的进一步发展提供了新的参考。