随着对地观测数据更新周期越来越短,地理信息服务中对地图影像更新的要求也更加频繁。对影像数据进行局部或全局更新时通常会形成多个时间版本的影像,因而,有必要针对时间多版本影像数据,实现高效的存储和组织管理方法。通过对时间多版本影像数据特点进行研究,提出了有效的影像瓦片存储方法和时空索引优化方法,能够有效提高影像瓦片数据的存储、读取和影像数据查询响应速度,进一步提高了地理信息服务的质量,本文的主要工作和创新点包括:1、基于MBTiles（Mapbox Tile）的影像瓦片并行存储方法针对影像瓦片数据在组织和存储中没有统一格式且读写性能不高的问题,基于MBTiles存储格式,提出了一种影像瓦片的并行存储方法,通过并行任务的划分,实现了瓦片数据的并行读写,从而能够更加高效地存取影像瓦片数据,同时有效解决了瓦片数据备份和迁移的问题。2、基于CBB（Clipping Bounding Boxes）的时空多版本索引方法针对时空索引里最小外包框中存在大量冗余空间的问题,提出了基于CBB的时空多版本索引方法,将优化方法从平面二维拓展到了时空维度中,通过计算裁剪点来记录空间索引中数据外包框中的冗余空间位置,以减少查询过程中不必要的子节点计算。并且优化了时空索引中节点外包框内的裁剪空间,进一步提升了查询性能。3、时空多版本的IB-CBB（Intersection Based-Clipping Bounding Boxes）查询优化算法基于CBB的时空多版本索引方法在查询过程中需要计算所有裁剪点,计算代价较高。针对这一问题,提出了时空多版本的IB-CBB查询优化算法,根据查询框与节点外包框的相交情况进一步判断后续的计算过程,不仅能够减少大量不必要的子节点计算,还能避免冗余的裁剪点比较,优化了范围查询的计算过程,进一步提升了索引的查询性能。4、多版本影像数据管理原型系统实现了多版本影像数据管理原型系统,面向大规模影像数据的时间多版本管理的应用,能够对不同时间版本、范围、类型的多版本影像数据进行查询、浏览、下载,以及按照时间轴进行多版本数据对比,满足高效快速的多版本影像服务和管理需求。