海岛作为国家领土安全和海洋经济重要的一部分,基于岛屿的研究和开发被逐渐得到重视。岛屿地理位置特殊,目前岛屿的研究多处于基础阶段,开发平台多应用传统的GIS技术,在分析效率和精度上表现不足,无法对岛屿三维空间地形和地貌有更直观的理解、分析和表达。WebGIS作为一种新兴技术逐渐成为GIS领域的研究热点之一,其跨平台、无插件、高效的可视化分析优势使其在地理信息系统开发中被广泛应用。Cesium作为WebGIS技术的典型代表,具有诸多优良特性,表现出优越的性能,是岛屿空间分析和开发的首选开发平台。本文在课题组前期的研究和开发基础上,继续挖掘岛屿地形和空间特征,对岛屿核心关键技术进行深入研究和改进,并在此基础上利用Cesium框架对岛屿WebGIS系统关键技术进行扩展优化和集成实现,使得改进后的系统整体效率更高、功能更完善、用户体验良好,为岛屿的开发、勘探和保护提供技术支持和分析参考。本文主要的研究成果如下:（1）基于直视线可视域和曲视线可达域的可视性分析算法。本文基于海岛空间可视分析不同的应用场景,从两个角度进行了可视性分析的研究。首先,从传统LOS（Line of Sight）可视分析基本原理出发,结合岛屿地形特征与视线的遮挡关系,提出了一种基于单视线方向地形曲线的局部极值阴影检测方法。该方法利用极值的关键点、关键斜率以及极值区间等检测地形曲线的连续阴影区域,从而减少不必要的地形栅格计算。然后,通过提出环视线模型、距离变步长采样以及可视半径自适应等方法,对单视线方向可视进行维度扩展实现区域可视域分析,通过算法的改进和优化综合提升了分析的精度和效率。接着,在直视线可视域分析的基础和启发下,对曲视线可达原理进行了分析和阐述,实现了岛屿可视性分析的扩展性研究。通过分析多视角曲视线轨迹簇、包络线和地形的关系,提出了一种基于变视角的曲视线可达域分析算法,该算法为判断曲线抛射可达范围提供了参考。最后,通过Cesium框架进行了算法模块集成与开发验证。实验表明,所提出的可视分析算法能够较好地应用于不同的视线分析场景,且在保证一定精度的前提下分析效率得到较大提升。（2）基于尺度自适应的分层分块种子蔓延动态淹没分析算法。本文根据海岛特殊地形环境,基于传统的种子蔓延淹没算法重点分析了有源淹没算法与地形和数据组织之间的关系。通过地形数据的分层分块处理较大程度地降低了大区域多尺度、高精度地形场景下淹没算法迭代深度,有效解决分析效率低问题。另外,结合水文水动力学知识实现动态淹没演进模拟,使得分析过程具有历时性和动态性。最后,通过Cesium框架进行了算法模块集成与开发验证。实验表明,所提出的算法在保证一定精度的同时,可以较为高效地实现大区域场景下的洪水动态淹没分析与模拟。（3）基于多因素地形适应度的PSO-ACO种群融合路径规划算法。本文根据岛屿特殊地形环境,进一步考虑地形因素与地表属性对路径规划的影响,构建了一种海岛地表适应度模型。接着,在分析了粒子群和蚁群路径规划算法的原理和优势后,结合地表适应度模型对两个种群算法分别进行改进与优化并实现有机融合,提出了一种基于多因素地形适应度的种群融合路径规划算法。该算法充分发挥粒子群算法的全局搜索能力以及蚁群算法的局部寻优能力,有效提升了路径规划结果的可行性和分析的迭代效率。此外,通过提出的路径平滑机制尽可能减少了最终规划路径的曲折性。最后,通过Cesium框架进行了算法模块集成与开发验证。实验表明,所提出算法规划的路径在精度、效率和可行性上有了较大的提升,并且路径更平滑。（4）基于Cesium的岛屿WebGIS关键技术实现与集成。本文基于WebGIS体系架构和Cesium开发框架,在课题组前期的系统开发基础上,进一步改进和扩展了系统的总体框架和功能框架。结合本文空间分析算法实现了岛屿地图浏览功能模块、地形与空间分析功能核心模块和辅助功能模块的集成开发。最后,通过对所设计的系统发布和测试,测试表明各功能模块能够高效、正确地运行,系统整体性能得到提升。最后,论文对上述工作进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。