现在已经进入了信息爆炸的时代,随着科技的发展,数据呈现出多元的获取方式。遥感影像数据、DEM高程数据、矢量数据,这些数据获取的成本越来越低,更重要的是数据的分辨率的提高以及数据的更新速度的提升。数据的获取给数字地球、数字城市的发展提供了必要的条件。随着二维GIS技术的成熟,三维GIS的发展,三维数字城市不止是一个仅仅可以浏览漫游的系统,更重要的是空间分析能力。三维数字城市的分析功能为城市规划、交通规划、公共设施、绿化等提供科学可靠的决策。除此之外,三维数字城市还可以应用到应急预警方面,为城市的方方而而提供决策。本文介绍了三维可视化技术、三维GIS的分析功能,研究了建立三维数字城市的关键技术。开发出了集数字地球、数字城市、三维可视化于一体的三维数字城市查询分析系统,并且具有三维GIS中常用查询分析、最短路径分析、通视分析、水淹分析、路径漫游、量测分析等功能,从底层进行系统的开发,本文具体研究内容如下：第1章介绍了本文研究的背景,阐述了研究的目的与意义,对国内外的研究现状进行总结。第2章介绍了三维数字城市查询分析系统中三维模型数据的获取方式以及数据的预处理。第3章详细研究了数字城市三维建模中所需要的理论方法和实现算法,包括LOD和四叉树技术、最短路径分析建模、量测分析建模、通视分析建模和水淹分析建模。第4章从系统设计目标与原则、需求分析、总体架构、系统的功能设计等几个方面详细的阐述了系统的总体设计。第5章利用Qt、OSG技术从底层开发了三维数字城市查询分析系统。并展示了系统中三维场景的创建、三维场景的浏览与漫游、三维场景的编辑和三维场景的分析等。第6章总结全文,并指出了需进一步研究的内容。