虚拟现实地理信息系统(Virtual Reality Geographic Information System,简称VRGIS)是虚拟现实与地理信息系统相结合的技术,是一种以地球科学系统为对象的虚拟现实技术。一方面有利于充分体现GIS空间表达的优势,增强空间表达、分析和查询的结合能力,另一方面扩大了虚拟现实的应用领域,使之更好地与各种地学和区域科学结合并真正为之服务。传统VR-GIS存在以下三点不足：难以实现数据的分布式存储、共享与互操作；体系结构封闭,导致与其它相关系统集成困难；缺乏开放性,功能难以扩展。本文旨在研究以X3D为技术核心,利用数据组织与交换技术(如XML、GML)、分布式计算技术(如Web Services)、网络数据传输技术(如HTTP通讯)和X3D官方开源开发包Xj3D等相关支撑技术的四层分布式VR-GIS系统,试图从根本上解决传统VR-GIS存在的各种问题。该系统基于新一代网络三维标准X3D设计,将系统分为分布式异构数据源、广义空间数据引擎、VR-GIS服务器和X3D客户端四个层次,采用HTTP隧道技术实现高效的数据传输方式,支持B／S和C／S两种软件结构,具有极好的应用前景。作者在实验室同仁多年的研究基础上,将地理信息系统的前沿发展和正在开展的研究课题相结台,完成项目的都分工作,对虚拟现实地理信息系统的各项关键技术进行探索性研究,主要目标是分析研究应用于河流污染预警领域的VRGIS平台。本文以湘江一级支流-捞刀河为例,结合其流域的特点,综合运用VRGIS平台,建立流域的虚拟场景,对其进行三维分析,使河流污染预警的决策支持更为智能。