在二维基础上构建出来的地理信息系统,可以很好的实现平面信息的显示和查询,但是当涉及到的GIS信息显示的空间性要求比较强,二维GIS显然不能满足需要。三维可视化技术的出现从根本上打破了地理空间信息表达和处理方面的限制,弥补地理信息系统对地学数据的感知和体验上的不足。本文在系统分析国内外地理信息三维可视化系统应用的基础上,分别对地理信息空间数据获取、三维数据建模,可视化场景生成等进行了系统分析,论述了三维地理信息系统及可视化的基本理论,分析了三维空间数据模型的基本特征,对地理信息系统基础平台进行探讨,提出了采用功能强大、简单易用的MapInfo桌面地理信息系统作为地理信息三维可视化系统基础平台的方案,同时对当前应用最广泛的三维可视化软件OpenGL、VRML、Java3D进行了详细分析。并基于OpenGL图形库,以机场三维GIS系统为例,阐述了三维可视化系统的实现方法。