K近邻查询是空间数据库中的重要查询之一，k近邻查询在内容的相似性检索、模式识别、地理信息系统中有重要应用。针对现有k近邻查询都是基于点查询的情况，提出基于平面线段的k近邻查询，查找线段集中给定查询点的k个最近线段。给出基于Voronoi图的线段k近邻查询算法及给出相关定理和证明。该算法通过线段Voronoi图的邻接特性找到一个候选集，然后从中找到最终结果。通过随机数据的实验证明，所提算法明显优于线性扫描算法和基于R树的k近邻查询算法。