隨著人們探索空間的進程，獲取各種信息的範圍也從局部地面、全球地表、地球各圈層擴展到地球內外的整個空間，從原來的二維平面空間基準擴展到三維空間基準，再擴展到反映地理空間對象時空分布的四維空間基準。時空數據是指具有時間元素並隨時間變化的空間數據，是地球環境中描述地物信息的壹種表達方式。這些時空數據涉及數字、文字、圖形、圖像等地球環境特征的數量、形狀、紋理、空間分布特征、內在聯系和規律等多種數據，不僅具有明顯的空間分布特征，而且具有數據量巨大、非線性和時變性的特點。對於同時具有時間和空間維度的數據，現實世界中80%以上的數據都與地理位置有關。時空大數據包含時間、空間、專題屬性三維信息，具有多源、海量、快速更新的綜合特征。由於空間實體及其空間現象的固有特性，時空數據呈現出多維、語義和時空動態關聯的復雜性。因此，有必要研究時空大數據多維關聯描述的形式化表達、關聯關系的動態建模和多尺度關聯分析方法。時空大數據的協同計算和重構提供了快速準確的面向任務的關聯約束。