随着计算机多媒体技术、空间技术、可视化技术、数字测绘技术、计算机图形技术等的飞速发展，“数字地球”的概念深入人心，GIS技术日趋成熟，运用三维GIS技术实现虚拟可视化场景已经成为现实。三维GIS已广泛应用于国土资源管理、城市规划、公安系统、电力电信部门、林业资源管理等众多领域。本论文紧紧围绕当今热门的三维GIS技术进行了研究，讨论和研究了三维GIS的建模方法，以及基于OpenGL的关键可视化技术，并设计和实现了一个三维GIS模拟系统。本文结合有关项目，本文主要对以下内容进行了研究：1．概述当前三维GIS的研究内容与发展情况，阐述了三维GIS广泛的应用前景。2．讨论和研究三维GIS建模的理论和方法，并探索了几种不同的空间数据模型。三维GIS建模的方法主要有基于面表示的模型、基于体表示的模型以及面和体集成的模型三种。面模型侧重于三维空间表面的表示，便于可视化和数据更新，但缺少三维几何描述和内部属性记录，空间分析难以进行。体模型侧重于三维空间实体的表示，适于空间操作和分析，但存储空间占用较大，计算速度也较慢。3．阐述了OpenGL的基本原理和方法，并讨论基于OpenGL的坐标变换、光照模型、纹理映射和消隐技术等关键的可视化技术。在此基础上，介绍了三维建模软件3DS MAX对复杂模型的创建，并在OpenGL中把复杂的3ds模型文件导入到场景中。4．利用Visual C++6.0结合三维图形开发接口OpenGL 1.2作为软件开发平台，并运用三维建模软件3DS MAX 6.0创建复杂的三维模型，开发了三维GIS虚拟可视化场景。在此场景中实现了读取3DS模型、交互操作、动画漫游等功能。三维GIS是一项十分复杂的工程，在数据获取、模型构建和三维空间数据管理与分析方法等方面都有待进一步完善和深入研究。其生成的三维GIS场景基本满足了一定的视觉需求，达到一定程度的逼真度和立体感。本论文所做的研究工作对三维GIS可视化系统的实现有一定的价值，有较强的现实意义。