计算机技术与网络技术的发展使面向网络的三维可视化成为计算机领域的重要发展方向。而大数据时代的到来让其在GIS动态仿真、灾害模拟、辅助决策等方面具有不可替代的作用。用户在使用传统三维可视化软件时,往往需要下载大量插件,不仅存在系统兼容性差,网络集成应用困难等缺点,还存在一定的安全隐患。Web3D技术的成熟与完善,三维地理信息系统开发也呈现出无插件、轻量级的特点。随着智慧城市和数字中国的概念日益成熟,地理信息数据受到了各行各业的广泛关注。在大数据时代,各行业对地理信息数据的需求不断增加,许多跨学科人员和非专业人士也被这一领域所吸引,引发了对数据共享和可视化的新要求。当前大数据背景下,地理信息数据种类丰富,来源多样,数据量大,如何在Web环境下进行高效的传输和组织,并找到一种方便快捷的方式进行可视化表达,是亟需解决的问题。本文主要研究内容如下:1)在已有研究的基础上,总结了数据可视化技术、地理信息数据三维可视化技术和Web 3DGIS软件的发展现状,详细阐述了网络三维可视化技术在当前网络大数据环境下的应用与研究意义。2)着眼于地理信息数据的多元化三维可视化服务,研究了WebGL三维可编程渲染管线,GPU高性能着色模型,详细讨论了选择Cesium平台的优点和原因。3)研究网络环境下地理信息数据的预处理与组织。主要包括渐进式网络数据传输方法,基础地理信息数据如影像和地形瓦片的分层分块组织,三维复杂地物模型简化、LOD处理及网络格式转换,矢量专题数据压缩、转换、处理和集成,为Cesium可视化提供了数据基础。4)最后论述了原型系统平台的设计思路、设计结构,客户端三维可视化子系统的实现,并以Divvy共享单车数据为例,在实验系统上进行多种三维可视化展示,验证了本文基于的WebGL三维可视化关键技术,实现了地理信息数据的网络三维可视化,弥补了网络环境下常见地理信息数据可视化的缺陷,大大提高了数据可视化的渲染效果和效率。