地理信息系统已经广泛地应用于与地学相关的众多领域，三维地理信息系统（3D GIS）是其发展趋势之一。很多应用领域要求GIS能够在虚拟三维空间中进行浏览、显示和分析。本文旨在研究3D GIS的相关理论及二次开发技术，以信息管理中的应用为需求，探索技术手段并在系统原型中实现。 现有的三维软件大多是面向视觉上的景观制作与浏览，作者在总结前人工作的基础上，选择合适的3DGIS开发方式，利用ArcGIS Engine组件和Skyline三维软件的TerraExplorer Pro二次开发包函数库，在面向对象的可视化编程平台Visual Studio C＃开发环境中进行3D GIS的二次开发，实现了三维空间数据建模及二维与三维空间数据的一体化存储管理，为2D GIS在三维空间的辅助决策支持与分析提供了解决方法，拓展了2D GIS在三维空间的应用。 在这些技术与方法的支撑下，建立了相应的实验系统原型——潼河地区宝应站南水北调三维管理信息系统，是3D GIS技术总结和理论提升，并且给出了具体设计与实现的技术和方法。其中综合查询模块，实现了各种空间数据的管理查询等功能，二三维联动互响应功能做到了虚拟三维场景与2D GIS的互响应技术两者间的优势互补，实现二三维地物的准确定位和视野关系，有效地解决了独立的二维电子地图和虚拟三维场景各自不足之处。这个二三维的交互系统原型的实现，为今后3D GIS的开发提供了一种行之有效的技术途径。