随着智慧地球与智慧城市的兴起,三维地理信息系统(Geographic Information System,GIS)以其三维空间展示、三维空间分析的能力,引起社会各界广泛关注,并因其广阔的发展空间与应用前景,备受地理信息系统学者推崇。随着城市建筑面积的急剧扩张、人口的迅速增加,以原始的二维平面图层管理城市信息的方式已经无法满足现实管理需求。若对一个城市进行系统的管理,不仅需要去处理地上场景,而且还需要了解地下管网情况。一个良好的三维地理信息系统需要同时具有处理地上与地下景观变化的能力。然而,国内学者在地上三维可视化方面研究较多,地下可视化方面研究较少,同时进行城市地上场景与地下管网方面三维可视化方面研究更为稀少。因此,本文在总结国内外三维GIS技术研究现状的基础上,分析国内外三维GIS开发前提下,建立地上地下三维可视化场景框架。并以此框架为基础,大理白族自治州海东新区(大理海东)为实验区,构建大理海东地上城市景观与地下管网三维场景,通过Skyline与Unity3D平台二次开发,形成大理海东三维可视化桌面端平台与移动端平台。本论文所作的工作与研究主要为以下几个方面。(1)对目前的三维可视化基本理论与技术进行概述,了解当前可视化主要研究现状,并了解探索当前三维地理信息系统方面的主要技术。(2)提出构建地上地下可视化场景的框架,并在此框架基础上,以大理海东新区为例完成地上地下可视化场景。在地上区域,该框架为保证地上三维模型外观精度,要综合运用纹理映射技术处理;由于地上模型数量较多,且模型空间架构不同,极容易降低场景分析效率,因此要进行模型优化,减弱模型影响。在地下区域,主要完成两项:一、三维管网与地表房屋、道路精确一一对应,需要取相应点进行对比分析;二、山地城镇个别区域管网起伏较大,需要根据地形进一步修改管网,依照不同地形进行局部改进。在总体而言,为保证场景完善,增强可视化效果,需要进行整体效果的渲染,为提高运行效率,采用远处渲染度低、近处渲染度高的渲染办法。(3)本文在充分理解研究目的情况下,进一步分析Skyline技术体系与Unity3D开发方式,提出满足研究目的的具体方案,分析得出系统的总体架构与具体功能。并以大理海东新区为研究区,完成大理海东三维可视化系统桌面端与移动端的建立。该桌面端主要满足大理海东区域空间分析、场景展示能力。本移动端主要进行大理海东区域内的三维场景漫游与展示,以提高可视化系统的交互性与展示度。