最近几年,频发的城市火灾已经严重威胁公众安全和社会发展,其突发性强、破坏力大,往往对国民生命和财产造成极大损失,及时、科学地进行火灾扑救对城市火灾救援具有十分重要的意义。随着3S技术、计算机技术的快速发展,消防地理信息系统逐渐成为消防部门进行灾情信息收集、获取以及分析的辅助工具,三维可视化技术与消防信息系统的融合更成为研究的热点。根据城市火灾消防的特点,本文以“系统总体设计一系统关键技术研究一系统主要功能实现”为主线,从三维数字城市可视化、消防资源管理以及消防应急服务出发,通过虚拟现实技术、GIS技术与消防资源的有效集成,建立了三维数字消防信息系统。根据三维数字城市消防信息系统建设目标,本文完成了系统平台的总体设计、关键技术研究和功能实现,主要包括以下几个方面的内容。(1)本系统采用C#程序设计语言,基于.NET Framework3.5和Skyline5.1.3开发平台,运用SQL Server2008数据库进行数据管理与分析。系统总体设计采用C／S模式的三层体系架构,实现表示层、业务层和数据访问层的三层分离,业务层包括应用层和组件层。系统功能由三大子系统组成,分别是地图操作子系统、消防资源管理子系统、消防应急服务子系统。地图操作子系统包括地图基本操作、地图测量,场景标记等功能模块；消防资源管理负责消防相关资源的查询、更新和维护；消防应急服务包括火灾蔓延、车辆调度以及建筑内部查看等空间分析功能。(2)本文对系统的三维数字城市建模、火灾蔓延分析、最优路径模型进行了关键技术分析与研究。构建三维数字城市过程中,将三维模型进行LOD (Level of Detail)技术优化以及流模式加载、对模型的纹理映射进行优化处理,明显提高三维数据的显示效率,改善用户的浏览体验。在考虑城市火灾蔓延特点的基础上,将蔓延过程分为单体建筑内部蔓延和建筑间的火灾蔓延两个过程,充分考虑了风速、风向、建筑材料的可燃性等主要因素,模拟事发地点的火灾蔓延趋势。对于最优路径模型的研究,本系统运用模糊理论工具将影响路网权值的因素进行综合评价,获得的路网权值是多方面因素影响结果,避免了传统静态权值算法考虑因素单一、计算合理性差等问题,最后运用Dijkstra算法实现最优路径选取。(3)本文对三维数字城市消防信息系统主要功能进行了详细阐述,包括基本地图操作、消防资源的维护与更新、消防应急服务等功能。通过模拟测试,本系统基本上实现了设计目标,具备了基于三维数字城市的消防应急功能,验证了本系统的可行性。但是,由于系统本身的复杂性和现有技术力量的限制,在三维可视化与空间分析的融合方面、消防决策分析模型的设计方面存在不足,需要在实际应用中不断完善与优化。