通过分析CBR与GIS的应用特点,对比两者在空间数据表达和空间推理上各自的优势和不足,明确二者间存在着优势互补性。提出探索适宜空间推理过程数据模型的需求。在时空认知和时空关系分析基础上,对地理案例进行研究,提出了过程案例的概念,并总结过程案例的特点。之后,分析现有CBR表达模型,对比模型在时空应用方面的特点。分析了GIS现有的主要时空表达模型,总结出时空模型直接应用于案例表达时存在的问题。通过以上综合分析,得出案例在时空表达应用中较少的结论,并分析其原因；同时,总结案例在时空领域进行表达存在的问题和困难。基于时空多尺度表达和案例内容组织的特点,提出了多尺度分级描述框架的过程案例表达方法,从结构和内容上对过程案例进行概念表达。与传统表达方法相比,不仅添加案例的空间形态研究同时考虑案例间的时空关系。实现了CBR从静态到动态,GIS从空间表达到空间推理的转变。该模型不仅可以应用于矢量格式的GIS数据,也可应用于栅格数据。同时,也研究了模型物理表达上的组织方法。最后,结合南海区涡旋,进行了模型的实验验证。在概念上和物理上,实现了过程模型的表达。由实际的案例推理和计算,证明了模型的可行性。论文评价了表达模型的优缺点,总结模型的适用范围。基于案例的过程表达模型的研究,既是CBR在地学应用的基础理论研究也是GIS扩充空间推理能力的理论基础。