空间分析是地理信息系统的主要特征，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要方面，是地理信息系统的核心和灵魂。地下管线作为城市的生命线，实现其信息化、可视化管理既是城市现代化发展的需要，也是时代发展的要求。三维地理信息系统一直是人们研究的热点和发展趋势，地下管网信息管理系统也不例外，管线在地下的分布纵横交错，二维图形无法表现管线之间的空间关系，研究三维管线成为必然趋势，而三维空间分析是三维管线系统的核心功能。 三维空间分析的基础是三维实体拓扑关系的判定。本文在分析传统二维空间分析拓扑关系的基础上，提出了三维空间对象拓扑关系判定的一些方法。同时，总结了三维空间分析的基本功能。三维空间分析除了包括二维GIS的分析功能外，还应包括针对三维空间对象的特殊分析功能，具体可分为以下几类：二维空间查询、三维空间量测、叠置分析、三维缓冲区分析、三维网络分析、三维地形分析、剖面分析、三维空间统计分析等。 地下管线的三维空间分析是三维空间分析在地下管线管理中的具体应用。进行地下管线的三维空间分析的前提是建立三维地下管线系统。地下管线是由多类管线构成的，同类管线的管点和管线构成的一种网状连接。这种网状连接以及不同种类管线的有层次的分布，有利于建立三维的网络拓扑结构，这样的结构是实现复杂的地下管线三维空间分析的基础。本文通过分析地下管线的三维特征，总结出地下管线三维空间分析应具有如下功能：空间形态分析、空间测量分析、简单的拓扑分析、剖面分析、碰撞分析和网络分析。 本文随后介绍了地下管线三维空间分析几个功能的具体实现方法。重点介绍了管线的连通性分析、事故分析以及碰撞分析的实现。连通性分析和事故分析是基于网络分析模型的，碰撞分析是基于缓冲区分析模型的。最后，通过一个具体应用实例验证了上述地下管线三维空间分析实现方法的可行性。