矿山开采中人们希望能随时了解和掌握露天矿的地质构造，以便为矿山开采提供决策支持。然而目前的地理信息系统(GIS)对数据分析解释局限于二维静态表达、三维可视化能力严重不足，无法直接、完整、准确重现地理环境，这使得GIS系统实用价值受到了很大的限制。虚拟现实技术的发展为解决这一问题创造了条件。 本文探讨了虚拟现实技术在GIS系统中的应用，并结合矿山露天矿开采实际需求，提出了基于虚拟现实技术的矿山露天矿GIS系统的解决方案。将虚拟现实技术应用到矿山露天矿GIS系统中，实现了矿山地理信息数据多维表达；使用户能沉浸到虚拟的地理环境之中，从多角度、多层次、实时地感受和理解矿山露天矿的地质构造。 论文详细论述了矿山露天矿GIS系统的设计和实现方案，重点研究了矿山露天矿地学模型及其相关算法，并对虚拟现实技术在GIS系统中的应用进行了深入的探讨。在此基础上开发实现了基于OpenGL的矿山露天矿GIS系统，系统在武钢大冶东露天矿的应用中取得了良好的效果。