GIS(Geographic Information System，地理信息系统)理论和技术日趋成熟，GIS应用广泛，已深入到各行各业，诸如应急管理、灾害监测、交通、电力、地籍管理、测绘、环境等。二维GIS系统从桌面GIS开始其整个发展历程，随着其体系架构的不断发展，发展到现在的服务GIS。二维GIS系统优势明显，主要是其整体表现能力和空间分析能力强，但其可视化表达效果不佳，不能满足用户日益增加的需要。三维GIS信息表现力更强、展示出更多的空间关系，给人以真实感和沉浸感，可视化表达效果远远超过二维GIS。为此，国内外学者对二三维一体化做了大量研究，但少有人关注数据管理和数据共享的问题，致使二三维一体化在数据统一管理方面仍有改进之处。
　　 二维三维GIS系统在应急管理中的应用仍存在问题:应急GIS技术复杂、操作频繁;需整合以空间信息为主的各类数据，对异构数据的交换、共享和协同要求高;处理数据的过程复杂;基于空间信息的网络服务能力差，数据管理效率低下;基于空间信息的分析和决策过程复杂。面对上述诸多问题，需要有新的体系结构来支持。为此，有了GIS数据交换更有效、更合理的新型架构DOA。
　　 DOA(Data Oriented Architecture，面向数据的体系结构)架构，是一个系统架构模型，它以数据为核心，以标识为主线。通过基于XML的数据注册机制与数据交换规范，实现多系统间的数据共享和交换。 G/S(General-Browser/Service-Cloud，通用浏览器/服务云模式)模式，是基于DOA架构的网络信息访问与服务模式，借鉴了C/S、B/S模式的优点，以HGML(Hyper Geographic Markup Language，超地理标记语言)为核心，以基于XML的数据注册与数据交换机制为主线，通过云服务下的海量异构数据管理以及客户端聚合服务机制，可以有效解决存储管理、服务响应、网络带宽、信息表达、操作控制、技术和分析等瓶颈问题。
　　 本文首先从实际应用出发，描述了二三维GIS一体化的积极意义，针对二三维GIS系统构建过程中海量、异构、实时等多种类型数据的管理，明确了基于面向数据的架构(DOA)，采用通用浏览器/服务云(G/S)模式。在二三维GIS系统的开发经验和相关课题研究基础之上，继续对以下内容做研究:
　　 (1)研究二维三维GIS通信技术
　　 研究BlazeDS技术及其通信过程，以解决Flex与Java的通信问题，实现二维GIS通信;研究Web服务的发布/订阅消息通信，实现三维GIS通信。
　　 (2)研究支持二三维GIS数据统一管理的数据交换规范
　　 研究基于XML的数据交换标准，以解决应急GIS应用中海量、异构数据的组织管理问题及异构平台间消息转换问题，实现异构平台通信。
　　 (3)研究二三维通信系统的功能
　　 研究二三维通信系统的基本功能模块。具体包括基于Blaze的二维通信和基于WS的三维通信及消息解析转换功能。其中消息解析转换模块基于数据交换规范实现。
　　 建立在上述研究内容的基础上，主要创新点和研究成果如下:
　　 (1)提出了一种支撑二三维GIS系统数据一体化管理的数据交换规范IML。
　　 IML(Intergration Markup Language，一体化标记语言)，是二三维GIS系统的一体化数据管理和一体化通信领域的扩展和延伸。IML以HGML为基础，基于XML定义专用数据类型，借鉴XML、KML和GML定义语法结构与规则，兼容OGC相关标准。在分析二三维GIS系统应用中涉及到的相关数据类型和特点基础上，实现了一体化据交换规范IML;并与现有数据存储应用现状进行对比分析，提炼出现有数据存储应用架构，有效解决了数据的一体化管理问题，以及一体化服务器通信中三维GIS通信功能。
　　 (2)提出了一种基于DOA架构二三维一体化通信模型
　　 基于DOA架构，分析二维三维GIS系统的相关数据的特点和类型，建立基于IML的统一数据管理机制，定义了用于三维GIS通信的消息体结构，为异构平台通信奠定了基础。围绕DOA架构数据共享和交换等理念，结合GIS系统发展趋势，设计实现了DOA架构下二三维GIS一体化通信机制，在数据有效管理和交换共享的基础上，为二三维一体化奠定了基础。
　　 (3)设计实现基于DOA架构下一体化通信模型的二三维一体化GIS系统初步应用及简单功能
　　 在(1)和(2)的创新性工作的基础上，基于统一数据交换规范IML的设计，及一体化通信模型的建立与实现，整合了二三维GIS系统各自的优势，初步应用在应急管理中，并实现了一体化浏览、一体化标绘简单功能。
　　 综上，本文从二三维GIS的广泛应用到其问题的分析，给出基于DOA架构的解决方案，设计了基于统一数据管理规范IML，实现基于DOA架构的一体化通信机制，进而完善二三维一体化。