近些年,随着我国城市化的迅猛发展,利用计算机技术实现三维城市可视化系统已经成为了城市规划建设的重要手段。通过对城市各方面信息数据如建筑、交通、环境绿化等的采集,然后使用计算机技术构建出逼真的3D模型,可以通过该系统实现对模型的操作、绘制等一系列功能,便于更加直观的了解分析城市现状。本文研究了OpenSceneGraph开源三维渲染引擎中的主要技术原理。该引擎支持跨平台,可以实现图形应用程序的快速开发。并对该渲染引擎进行了源代码的分析,有利于快速设计实现基于OSG的三维虚拟城市系统。本文首先阐述了OSG的发展概况、体系结构以及数据组织所用的场景图技术。其次介绍了OSG开发的一些基础数据结构和机制实现,从而更深层次的理解源代码。然后构建基于OSG的简单系统,对各模块源码进行了研究分析,包括文件读取流程、插件机制、在Win32操作系统下的消息响应过程和其他次要功能,从而为结合MFC框架的系统开发奠定了基础。最后基于本文的理论技术和对源码的分析研究,构建完善了基于OSG的三维虚拟城市系统,实现了场景的模型编辑、多视角观察、自定义漫游器、天空盒和环境模拟等其他功能。