城市内涝是指由于强降水或连续降水超过城市排水能力而导致的城市积水现象。目前,城市内涝问题已经成为继人口拥挤、交通拥堵和环境污染等城市问题之后的另一种主要“城市病”。为了更好地解决城市内涝问题,多种城市内涝模型被提出,被用于准确地模拟管网排水和积水演进过程。然而,这些基于水动力学的内涝模型的应用受到两个方面因素的限制:（1）这些模型通常需要大量多源异构输入数据作为支持,给数据采集和处理带来很大困难;（2）这些模型的模拟结果包含大量与内涝相关的信息,但是这些信息通常用简单的文本和表格来表示,不利于网络环境下的解析、传输和可视化,给灾害管理和决策带来诸多不便。因此,迫切需要一个适当的数据模型,既能满足城市内涝模拟和分析的多源输入和输出数据的集成需求,又能满足网络传输、解译和三维可视化的需求,方便为决策者提供更加直观的数据支持。近年来,基于开放标准（例如 OGC（Open Geospatial Consortium）的 CityGML标准）的虚拟城市模型,不仅可以减少数据准备和共享方面的工作量,还可以提供更加清晰的数据结构、本体和语义信息,以促进不同领域和应用之间的数据交换。然而目前仍然缺少能够全方位覆盖城市内涝领域的标准化三维城市数据模型,在涉及到与内涝领域相关的特定实体和属性的定义时,CityGML也有所不足。本文以CityGML2.0及其应用领域拓展机制为基础,拓展城市内涝领域相关的实体与属性,形成CityGML在城市内涝领域的拓展模型CTWLADE（City Waterlogging Application Domain Extension）。在此基础上,提出了与之相配套的数据集成与共享实现方法,并在实验阶段利用典型实验区数据对该模型的有效性进行了验证。本文研究的主要研究内容包括以下几个方面:（1）从城市内涝发生发展机理以及代表性城市内涝模型的功能出发,分析了城市内涝问题中多种数据需求,从地表产汇流过程、地下排水过程和内涝模型模拟结果三个方面归纳总结了城市内涝相关的实体与属性,为CTWLADE模型的构建提供依据。（2）基于CityGML的城市内涝领域拓展模型CTWLADE构建研究。在上述研究内容基础上,结合C ityGML2.0及其应用领域拓展机制,分别从城市排水管网、子汇水区、动态水体、时间序列、气象数据五个模块出发,进行相应的UML模型设计与构建,进而形成完整的、符合城市内涝模拟需求的CityGML城市内涝应用领域拓展的UML模型。（3）研究与CTWLADE模型相配套的数据集成与共享实现方法,进而设计并实现CTWLADE模型应用原型系统的关键部分。利用典型实验区数据在原型系统中进行测试,通过三维动态可视化CTWLADE模型数据,验证CTWLADE模型在城市内涝领域的有效性和实用性。